Các nhà nghiên cứu Đại học California, Los Angeles (UCLA) vừa chế tạo một bộ dụng cụ bằng công nghệ in 3D, gắn vào smartphone và biến nó thành một chiếc kính hiển vi cực kỳ tinh vi. Khi đó, người dùng smartphone sẽ có thêm khả năng quan sát và phân tích các đoạn DNA đơn lẻ nhằm chẩn đoán những căn bệnh nguy hiểm, bao gồm cả ung thư và Alzheimer mà không cần cần sử dụng các thiết bị đắt tiền như trước đây.
Các thiết bị chẩn đoán y tế với giá thành rẻ, nhỏ gọn và tính cơ động cao luôn là nhu cầu cần thiết trong công tác y tế hiện nay, đặc biệt là tại các nước đang phát triển hoặc những khu vực xa xôi hẻo lánh. Một trong số những thiết bị quan trọng nhất chính là kính hiển vi. Trước đây, chúng ta đã chứng kiến nhiều thiết bị, ống kính gắn vào điện thoại để biến nó thành kính hiển vi. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất vẫn là nó có giá thành quá cao nên vẫn chưa được phổ biến rộng rãi.
Giải pháp của giáo sư Aydogan Ozkan và các cộng sự tại UCLA là tận dụng công nghệ in 3D hiện tại nhằm tạo ra "bộ vỏ", biến smartphone trở thành một chiếc kính hiển vi có khả năng quan sát được DNA - "sợi dây dưới kích thước chỉ vài nano mét". Nhóm cho biết rằng thiết bị có thể hoạt động như một chiếc kính hiển vi huỳnh quang, dùng các phân tử phát huỳnh quang điểm nhuộm mẫu vật và "kích thích" nó bằng tia laser. Loại kính này có thể phát hiện ra sự kháng thuốc của những căn bệnh truyền nhiễm, chụp ảnh DNA nhằm chẩn đoán ung thư và bệnh Alzheimer. Trước đây, loại kính này rất cồng kềnh và đắt tiền nên chỉ được dùng trong các phòng xét nghiệm chuyên dụng.
Sơ đồ cấu tạo của thiết bị biến smartphone thành kính hiển vi
Giáo sư Ozkan và nhóm đã tích hợp một ống kính gắn ngoài, một màng filter mỏng, một bệ gắn đuôi én và một diode laser vào trong "bộ vỏ bảo vệ" được làm từ công nghệ in 3D nhằm tạo nên một thiết bị có thể hoạt động như kính hiển vi huỳnh quang chuyên nghiệp. Đi kèm với thiết bị này là ứng dụng trên smartphone đóng vai trò trung gian, quét hình ảnh DNA và gởi dữ liệu về máy chủ trung tâm đặt tại các phòng thí nghiệm. Tại đó, máy chủ sẽ đo lường chiều dài của đoạn DNA, phân tích thành phần và trả kết quả về điện thoại trong thời gian chưa tới 10 giây.
Nhằm kiểm tra độ chính xác của bộ công cụ trên, các nhà khoa học đã cố tình kéo dài một số phân đoạn của DNA và chụp ảnh nó. Kết quả cho thấy thiết bị có thể xác định chính xác kích cỡ của một đoạn DNA với 10.000 cặp Nu trên đó - một khoảng bao gồm nhiều gen quan trọng. Tuy nhiên, nếu độ dài của DNA chỉ chứa khoảng 5000 cặp Nu thì kết quả xét nghiệm sẽ ít tin cậy hơn. Tuy nhiên nhóm cho biết rằng điều này có thể dễ dàng khắc phục bằng cách thay thế ống kính bên ngoài. Trong thời gian tới, nhóm của giáo sư Ozkan sẽ thực hiện thử nghiệm bộ thiết bị này trong việc chẩn đoán bệnh sốt rét kháng thuốc.
