Một nhóm nghiên cứu của Trường Đại học Bang Colorado (CSU) đã phát triển một kỹ thuật mới có thể phát hiện lượng cực nhỏ kháng thể trong máu người. Kháng thể sinh ra để tiêu diệt tác nhân gây bệnh, về cơ bản chống lại một vi khuẩn hoặc virus. Mức độ kháng thể trong máu có thể cho biết một người có bị bệnh không.

Các nhà nghiên cứu sử dụng một sợi dây kim loại chỉ bẳng một phần tư kích thước của sợi tóc người để phát triển một cảm biến có thể phát hiện được 10 phân tử kháng thể trong vòng 20 phút. Xét nghiệm y khoa chuẩn cần có hàng tỷ hoặc nghìn tỷ phân tử kháng thể cho chẩn đoán và có thể mất đến một ngày để xử lý.

Loại thiết bị hiệu quả kinh tế này có thể giúp các bác sỹ lâm sàng điều trị bệnh nhanh hơn cho người và có thể sử dụng có những nơi có nguồn lực thấp.

Hình ảnh Brian Geiss cầm một sợi dây kim loại (Trường Đại học Bang Colorado)

Kết quả của nhóm nghiên cứu được đăng trên Biosensors và Bioelectronics.

Hạn chế của xét  nghiệm chuẩn thức

Hiện nay phần lớn các bệnh viện và phòng y tế sử dụng kỹ thuật ELISA để xác định xem một người có nhiễm virus hay không. ELISA là viết tắt của Enzyme – linked immunosorbent asay (kỹ thuật miễn dịch gắn men).

Đây là một xét nghiệm thông thường nhưng ELISA có độ nhạy khá thấp, tác giả chính của nghiên cứu, phó giáo sư Brian Geiss của Khoa Vi sinh, Miễn dịch và Bệnh học cho biết. Điều đó có nghĩa là bác sỹ cần có một lượng kháng thể khá cao trong máu người để có kết quả xét nghiệm dương tính. Kỹ thuật cũng mất từ 7 đến 10 ngày sau khi nhiễm để làm xét nghiệm.

Đến sợi kim loại

Nhóm nghiên cứu gắn về mặt hóa học protein liên quan đến virus Zika và chikungunya vào sợi kim loại vàng nhỏ rẻ tiền. Những virus này cùng với virus West Nile và dengue do muỗi truyền. Các phòng thí nghiệm y khoa sử dụng những protein này trong xét  nghiệm ELISA để tìm kiếm những kháng thể được sinh ra để chống nhiễm trùng.

Sau đó họ chạy một dòng điện qua sợi kim loại, nạp điện vào sợi dây tương tự như pin.

Các nhà nghiên cứu sau đó thêm kháng thể để gắn protein vào sợi dây, làm tăng khối lượng bên ngoài sợi dây. Điều này cũng làm tăng khả năng của sợi dây giữ điện. Rồi họ đo lường sự thay đổi khối lượng để tính số lượng kháng thể trên bề mặt sợi dây.

Ba nhà nghiên cứu, ba trường khác nhau

Các nhà nghiên cứu tiến hành công việc từ phòng thí nghiệm của giáo sư Chuck Henry ở Khoa Hóa. GS Henry là đồng tác giả của bài báo, phòng tní nghiệm của ông đã phát triển nhiều thiết bị điện hóa rẻ tiền và đơn giản trong 10 năm qua.

Giáo sư David Dandy cũng là tác giả của bài báo là trưởng Khoa Kỹ thuật Sinh học và Hóa học nói rằng ông ngạc nhiên về độ nhạy của thiết bị này.

Dandy nói “Chúng tôi phát hiện ra rằng chúng tôi có thể đạt được độ đặc hiệu rất cao để khẳng định nhiễm virus,” Ngoài ra, nhóm nghiên cứu không thấy có bất kỳ phản ứng hoặc tái hoạt động nào của kháng thể  nhằm vào những virus khác, điều mà đôi khi có thể dẫn đến kết quả xét nghiệm dương tính giả.

Mỗi nhà khoa học mang đến những bộ kỹ năng độc nhất và trình độ chuyên môn cho dự án này, dẫn đến thành công của nhóm.

Geiss nói “Kiểu dự án nghiên cứu này là cái gì đó mà không ai trong chúng tôi có thể làm một mình được,” ông bổ sung “chúng tôi hợp lực cùng nhau đưa ra giải pháp mới cho vấn đề mà chúng tôi hy vọng cuối cùng sẽ được sử dụng ở các địa điểm lâm sàng.”

Nhóm nghiên cứu giờ đây hy vọng kết hợp được khám phá này với nghiên cứu chẩn đoán virus mà họ đã công bố trước kia để tạo ra một hệ thống có thể phát hiện cả những virus và kháng thể chống lại virus trong mẫu của bệnh nhân

Chúng tôi hy vọng nó sẽ được sử dụng cho chẩn đoán tại điểm chăm sóc y tế và nó có thể được phát triển thành một hệ thống cầm tay cô đặc có thể sử dung ở phòng khám hoặc các vùng có nguồn lực hạn chế, Geiss nói.

Lei Wang, người mới nhận được bằng tiến sỹ từ CSU qua Trường Kỹ thuật Y sinh và đang là nghiên cứu sinh sau tiến sỹ ở Viện Công nghệ Masachusetts, cũng là tác giả của nghiên cứu này.

Jessia Filer, người mới nhận bằng tiến sỹ từ CSU qua chương trình Tế bào và Sinh học phân tử và Meghan Lorenz, sinh viên trợ lý nghiên cứu cũng là đồng tác giả của nghiên cứu  này.

Nguồn: www.sciencedaily.com