Thiết bị được nhóm nghiên cứu Việt Nam chế tạo chỉ cần lượng mẫu độ lớn microliter có thể phát hiện thành viên u ác tính phổi cho độ chính xác cao.
Để rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả chẩn đoán thành viên u ác tính phổi, một loại chip vi lỏng được nhóm nghiên cứu trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia thành phố Hà Nội chế tạo và thiết kế sau 4 năm nghiên cứu. Loại chip này chỉ cần áp dụng ít mẫu máu và thuốc thử có thể phát hiện thành viên u ác tính phổi với thời gian xử lý ngắn.
Trong kỹ thuật tầm soát bệnh hiện nay, thầy thuốc thường lấy máu của người bệnh, dùng các kháng thể đặc hiệu để tìm kiếm sự hiện diện của thành viên u ác tính tuần hoàn (là quần thể thành viên u ác tính hiếm gặp, được nguồn gốc từ khối u nguyên phát hoặc khối u ác tính). Tuy nhiên, phương pháp này chỉ cho kết quả nếu thành viên u ác tính xuất hiện với khối lượng lớn, khó tìm ra nếu ở tổng số nhỏ.
“Việc tiến triển dụng cụ phát hiện nhanh thành viên u ác tính tuần hoàn là nhiệm vụ quan trọng để điều điều trị u ác tính trong nước. Thiết bị này phải có đầy đủ các công năng từ sàng lọc, làm phong phú thành viên đến bẫy và bắt các thành viên đích, thực hiện đo nồng độ thành viên, chuyển sang thông tin điện tử để xử lý trong các bộ điều khiển”, GS. TS Chử Đức Trình, Trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.
Bộ chip do nhóm thiết kế và tiến triển dựa trên công nghệ vi lỏng, được chuyển giao từ phía Đài Loan. Thiết bị có hệ thống các kênh vi lỏng với độ lớn vài chục micromet, cho phép tích tụ nhiều quá trình trên một nền tảng giúp giảm thời gian và khối lượng mẫu. Vì vậy, thành viên trong các kênh chỉ cần một lượng thể tích thứ yếu microliter những nồng độ thành viên khi thực hiện thí nghiệm vẫn có thể giữ được ở mức cao mà không cần pha loãng. Việc phát hiện và đáp ứng yêu cầu về độ nhạy, độ chính xác được thực hiện dễ thực hiện hơn.
Thiết bị chip vi lỏng được hoàn thiện ở quy mô phòng thí nghiệm, phát hiện thành viên u ác tính với độ chính xác 100%. (Ảnh: Nhóm nghiên cứu).
Giai phần đầu trong quá trình chế tạo, GS Trình và trợ lí tập trung tiến triển hoạt động của kết cấu buồng lỏng trong bộ chip, sau đó thử nghiệm hệ thống cho kết cấu kênh dẫn lỏng đếm thành viên trong dòng chảy liên tục. Ông chia sẻ, chịu tang tạo chip vi lỏng sinh học, mỗi công đoạn đều quan trọng bởi quá trình chế tạo dụng cụ ở mức độ micromet, bất cứ một thay đổi nhỏ trong quá trình đều ảnh hưởng rất lớn đến kết quả chip.
Bộ chip của nhóm nghiên cứu đo được tương đương USB bình thường. Quá trình khởi động và hoạt động chip bắt đầu từ bơm một lượng mẫu máu phân tích nhỏ vào các kênh dẫn đến buồng phản ứng có đường kính 500 micromet (gấp 5 lần độ lớn sợi tóc). Buồng phản ứng chứa các chế phẩm sinh học đặc hiệu, có nhiệm vụ bắt cặp với các thành viên u ác tính phổi. Cphủ nhận máy biến trở kháng của buồng phản ứng làm nhiệm vụ đo tổng số liên kết bắt cặp, từ đó xác định được lượng thành viên u ác tính.
Sau khi phát hiện thành viên u ác tính, nhóm nghiên cứu áp dụng phương pháp điện di điện môi để phát hiện sự xuất hiện của thành viên cũng như xác định nồng độ của nó. Phương pháp này có thể phát hiện được thành viên u ác tính với nồng độ lớn hơn 103 thành viên/ml, thời gian đáp ứng là 60 giây. Bộ chip này có thể áp dụng một lần để tránh được nguy cơ lây lan chéo và rủi ro trong thao tác với các mẫu sinh học nguy hiểm.
Hiện nay, việc chẩn đoán bệnh u ác tính được dựa trên việc khám lâm sàng bằng những phương pháp phổ biến như phân tích huyết học, áp dụng chất chỉ điểm để sàng lọc, chụp ảnh cộng hưởng, phân tích sinh thiết phát hiện khối u.
“Các phương pháp này cũng giúp xác định loại u ác tính, nhưng tổng thời gian để xác định mất hàng giờ, trong khi bộ chip vi lỏng có đầy đủ công năng từ sàng lọc đến bắt các thành viên u ác tính chỉ mất 30 phút, với tổng số mẫu nhỏ”, ông nói và cho biết, ngoài ưu điểm về thời gian, việc tích tụ công nghệ vi lỏng với các phương pháp vật lý giúp thu gọn độ lớn, giảm thiểu hóa chất thiết thực cho các dụng cụ trong quá trình tiền xử lý (như ly giải thành viên hay thuốc nhuộm thành viên ngay trên chip vi lỏng).
Nguyên mẫu chip sinh học vi lỏng và hệ thống đo đã được nhóm thử nghiệm và kiểm tra hoạt động, cho thấy độ chính xác trong việc phát hiện thành viên u ác tính phổi đạt 100% đối với trường hợp thành viên u ác tính trong mẫu thử nghiệm cao.
Công trình nghiên cứu là nhiệm vụ khoa học và công nghệ theo Nghị định thư do Văn phòng Chương trình Khoa học và Công nghệ Quốc gia và Vụ Hợp tác Quốc tế (Bộ Khoa học và Công nghệ) hỗ trợ, giao đơn vị thực hiện từ năm 2016.
Hiện hệ thống dụng cụ cùng bộ chip sinh học được nhóm đăng ký bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ. GS Trình cho biết, nhóm nghiên cứu đang hợp tác với bệnh viện E (thành phố Hà Nội) để tiếp tục hoàn thiện sản phẩm hoá học, thử nghiệm hệ thống trên các mẫu bệnh phẩm thực, để hoàn thiện công năng và tính thẩm mỹ.
