Trước sự bùng phát của dịch COVID-19 trên khắp thế giới, một nhóm các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và Đại học Harvard (Mỹ) đã nghiên cứu ra một loại khẩu trang tích hợp cảm biến sinh học đã được đông khô có khả năng phát hiện virus SARS-CoV-2 trong hơi thở của người bệnh.

Cảm biến được tạo ra từ việc tách và sấy khô đông lạnh bộ máy phân tử mà tế bào sử dụng để nhận dạng vật liệu di truyền như ADN và ARN.

Theo thông tin về nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí Nature Biotechnology vào ngày 28/6, công nghệ phát hiện virus SARS-CoV-2 bằng loại khẩu trang đặc biệt này được phát triển dựa trên nghiên cứu về chẩn đoán virus Ebola và Zika do Giáo sư James Collins tại MIT thiết kế vào năm 2014.

Ông Collins đã chỉ ra rằng, các protein và axit nucleic cần thiết để tạo ra mạng lưới gen tổng hợp phản ứng với các phân tử mục tiêu cụ thể có thể được nhúng vào giấy và ông đã sử dụng phương pháp này để tạo ra chẩn đoán trên giấy cho vi rút Ebola và Zika . Khi làm việc với phòng thí nghiệm của Feng Zhang vào năm 2017, Collins đã phát triển một hệ thống cảm biến không chứa tế bào khác, được gọi là SHERLOCK, dựa trên các enzym CRISPR và cho phép phát hiện các axit nucleic có độ nhạy cao nhờ vào phản ứng của các cảm biến sinh học với độ ẩm khiến chúng bị thay đổi màu sắc.

Theo các nhà nghiên cứu, cảm biến SHERLOCK được đặt bên trong một khẩu trang để phát hiện phần tử virus trong hơi thở người đeo. Để sử dụng chiếc khẩu trang này đúng cách, người đeo chỉ cần ấn một nút để nước trữ trong khẩu trang tỏa ra và kích hoạt xét nghiệm. Kết quả sẽ được đưa ra sau khoảng 90 phút và hiển thị ở mặt trong khẩu trang nhằm bảo đảm tính riêng tư cho người sử dụng.

"Nó được kích hoạt bằng cách ấn nút, giúp giải phóng một lượng nước nhỏ để tái cấp ẩm thành phần sấy khô đông lạnh. Quá trình này đóng vai trò như ‘vân tay’ để cảm biến nhận rạng virus" - Luis Soenksen, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Viện Wyss - đồng tác giả nghiên cứu, giải thích.

Độ nhạy của thiết bị tương đương xét nghiệm RT-PCR tiêu chuẩn và hiển thị kết quả khá nhanh. Việc tạo ra chúng có thể loại bỏ nhiều rào cản đối với xét nghiệm trong thực tế.

"Khẩu trang chuẩn đoán này không chỉ có khả năng chống lây nhiễm nCoV mà còn có thể thay thế công việc của cả phòng xét nghiệm" - TS Peter Nguyen, Viện Wyss của Đại học Harvard, khẳng định.

Ngoài khả năng xét nghiệm Covid-19 chính xác tới mức có thể phân biệt được các biến chủng, khẩu trang của nhóm các nhà khoa học Mỹ còn có thể xác định được mầm bệnh khác, chẳng hạn như cảm cúm.

Giáo sư James Collins bổ sung: 'Chúng tôi đánh giá có thể phát triển thế hệ cảm biến sinh học mặc được thế hệ mới dành cho nhân viên y tế, quân nhân'.

Trong một nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng các cảm biến có thể được tích hợp vào không chỉ khẩu trang mà còn cả quần áo như áo khoác phòng thí nghiệm, có khả năng cung cấp một phương pháp mới để theo dõi mức độ phơi nhiễm của nhân viên y tế với nhiều loại mầm bệnh hoặc các mối đe dọa khác.

Thanh Trúc