Kỹ thuật laser mới phát hiện vi khuẩn trong vài phút

Để xác định loại vi khuẩn, mẫu chất lỏng phải được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm trong vài giờ hoặc vài ngày. Tuy nhiên, một kỹ thuật laser mới chỉ cần vài phút để phát hiện vi khuẩn.

Khi tiếp xúc với ánh sáng laser, vi khuẩn phản xạ lại ánh sáng theo một dạng quang phổ chỉ có ở loài vi khuẩn cụ thể đó. Hiện tượng này được gọi nôm na là "dấu vân tay" quang phổ của vi khuẩn.

Logo của Đại học Stanford được tạo thành từ giọt chứa vi khuẩn và hồng cầu, được in trên một phiến kính phủ vàng - (Ảnh: NEW ATLAS).

Ung thư buồng trứng là loại ung thư nguy hiểm nhất của hệ thống sinh sản nữ. Vấn đề là các vật thể siêu nhỏ trong mẫu chất lỏng nghi ung thư buồng trứng - chẳng hạn như tế bào máu hoặc vi rút - cũng phản chiếu ánh sáng, tạo ra chuyển động quay độc đáo của riêng chúng trên đó. Và như vậy "dấu vân tay" quang phổ của vi khuẩn bị mất giữa tiếng ồn xung quanh, do đó không thể phân biệt được.

Giáo sư Jennifer Dionne và một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Stanford (Mỹ) đã nghĩ ra một giải pháp cho vấn đề trên.

Kỹ thuật của họ là kết hợp một máy in phun sửa đổi sử dụng các xung âm thanh để in ra các chấm nhỏ của chất lỏng được đề cập ở trên. Được in trên một trang chiếu, mỗi dấu chấm có thể tích chỉ bằng hai phần nghìn tỉ lít.

Bởi vì các chấm rất nhỏ, chúng chỉ chứa tối đa vài chục tế bào, vì vậy bất kỳ vi khuẩn nào hiện diện đều sẽ dễ bị phát hiện.

Ngoài ra, các thanh nano vàng được thêm vào các mẫu nhỏ sẽ tự gắn vào vi khuẩn, đóng vai trò là ăng ten thu ánh sáng laser. Kết quả là , "dấu vân tay" quang phổ phản xạ của vi khuẩn mạnh hơn 1.500 lần so với cách khác. Điều này giúp phần mềm dựa trên máy học dễ dàng phát hiện dấu vân tay đó và đối sánh nó với một loại vi khuẩn cụ thể.

Công nghệ này được phát triển chủ yếu bằng cách sử dụng máu chuột bị nhiễm bệnh làm chất lỏng. Tuy nhiên, giáo sư Dionne tin rằng nó sẽ có hiệu quả tương đương trong việc phân tích các chất lỏng khác. Thậm chí nó có thể được điều chỉnh để nhắm mục tiêu vào các loại tế bào khác, chẳng hạn như vi rút.

"Đó là một giải pháp sáng tạo với tiềm năng tác động cứu sống người bệnh. Chúng tôi đang rất hào hứng với các cơ hội thương mại hóa, có thể giúp xác định lại tiêu chuẩn phát hiện vi khuẩn và đặc tính của tế bào đơn", ông Amr Saleh, giáo sư tại Đại học Cairo, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết.