Các nhà khoa học Đại học bang Arizona (Mỹ) mới đây vừa giới thiệu NasRED, một kỹ thuật xét nghiệm mới có thể phát hiện nhiều bệnh chết người chỉ trong 15 phút, với chi phí khoảng 2 USD cho mỗi lần thực hiện.

Viết tắt của “Phát hiện Điện tử Nhanh có Hỗ trợ Hạt nano”, xét nghiệm NasRED có thể xác định sự hiện diện của các bệnh nguy hiểm như Covid-19, Ebola, HIV hay Lyme chỉ bằng 1 giọt máu. Công nghệ này sử dụng các hạt nano vàng siêu nhỏ để nhận diện dấu ấn đặc trưng của mầm bệnh.

Theo nhóm nghiên cứu, độ nhạy của NasRED đủ để phát hiện bệnh từ vài trăm phân tử trong mẫu dịch thể cực nhỏ, thấp hơn gần 100.000 lần so với ngưỡng phát hiện của các xét nghiệm phòng thí nghiệm thông thường.

Thiết bị nhỏ gọn, dễ sử dụng, không đòi hỏi máy móc đắt tiền hay nhân lực được đào tạo chuyên sâu, hứa hẹn trở thành giải pháp đột phá cho y tế công cộng, đặc biệt tại những vùng xa xôi hoặc quốc gia có thu nhập thấp.

“Chúng tôi kết hợp tốc độ và sự tiện lợi của xét nghiệm nhanh với độ nhạy thậm chí còn vượt trội hơn cả xét nghiệm trong phòng thí nghiệm. Đây là điều vốn rất khó đạt được”, Chao Wang, tác giả chính của nghiên cứu đăng trên tạp chí ACS Nano, nhận định.

Các bệnh truyền nhiễm hiện gây ra hơn 10 triệu ca tử vong mỗi năm, phần lớn do chẩn đoán chậm hoặc sai lệch. Một công cụ xét nghiệm nhanh, rẻ và di động như NasRED có thể giúp nhân viên y tế tuyến đầu phát hiện sớm ca bệnh, ngăn chặn dịch bùng phát.

Ví dụ, xét nghiệm định kỳ có thể phát hiện HIV hoặc viêm gan C ở nhóm nguy cơ cao trước khi bệnh tiến triển nặng, từ đó giảm tỷ lệ tử vong và chi phí điều trị.

Cơ chế hoạt động và ưu điểm

Hạt nano vàng trong NasRED được phủ bằng các phân tử đặc hiệu, có thể là kháng thể hoặc kháng nguyên. Khi tiếp xúc với mẫu máu, nước bọt hoặc dịch mũi, các hạt nano này sẽ gắn với protein của mầm bệnh.

Nếu có bệnh, các hạt nano sẽ lắng xuống đáy ống nghiệm. Thiết bị NasRED sau đó chiếu ánh sáng LED qua dung dịch và đo độ trong suốt, qua đó xác định sự hiện diện của mầm bệnh.

So với phương pháp ELISA phổ biến, NasRED nhạy hơn khoảng 3.000 lần, cần lượng mẫu ít hơn 16 lần và cho kết quả nhanh gấp 30 lần. Công nghệ này đã chứng minh hiệu quả khi phát hiện virus Ebola, vi khuẩn E. coli, dấu ấn sinh học ung thư, protein liên quan Alzheimer và cả dịch tả lợn châu Phi.

Hiện tại, NasRED vẫn cần thiết bị bàn để trộn và quay mẫu, song các nhà khoa học đang phát triển phiên bản thu nhỏ và tự động hóa, có thể dùng tại nhà tương tự xét nghiệm nhanh Covid-19 nhưng nhạy hơn nhiều và ứng dụng rộng rãi hơn.

“Điểm mạnh của công nghệ là tính linh hoạt. Chúng tôi có thể dễ dàng thay đổi mục tiêu xét nghiệm để phát hiện nhiều loại bệnh khác nhau”, Wang cho biết.

Với chi phí thấp, độ nhạy vượt trội và khả năng triển khai linh hoạt, NasRED được kỳ vọng sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong chẩn đoán y học, không chỉ với bệnh truyền nhiễm mà còn trong phát hiện ung thư, bệnh mạn tính và giám sát sức khỏe cộng đồng.