Nhiệm vụ khoa học công nghệ "Nghiên cứu phát triển thiết bị Lab-on-a-Chip (LoC) phát hiện và định lượng nhanh tế bào ung thư phổi dựa trên phức hệ aptamer – hạt nano từ tính và cấu trúc cảm biến trở kháng, ứng dụng cho các thiết bị chăm sóc tại chỗ (Point-of-Care) tiên tiến, nhằm hỗ trợ sàng lọc và chuẩn đoán sớm ung thư phổi" được triển khai từ tháng 1/2023 đến tháng 12/2025, do GS.TS. Chử Đức Trinh và nhóm nghiên cứu Trường Đại học Công nghệ thực hiện.
Mục tiêu của nhiệm vụ là xây dựng quy trình cố định hạt nano từ tính chức năng lên tế bào ung thư phổi sử dụng phức hợp aptamer – hạt nano; thiết kế và chế tạo LoC sử dụng nền tảng chip vi lưu tích hợp cảm biến trở kháng; đồng thời thử nghiệm trên mẫu ung thư phổi từ các cơ sở khám chữa bệnh trong nước nhằm đánh giá hiệu quả phát hiện và phân tích tế bào ung thư.
Ảnh minh họa.
Theo báo cáo, nhóm đã chế tạo được 10 chip vi lưu sinh học LoC phục vụ tách lọc và phân tích tế bào ung thư; 3 hệ thiết bị hoàn chỉnh sử dụng chip LoC tích hợp module tách lọc tự động và module cảm biến trở kháng; quy trình chế tạo cấu trúc chip vi lưu tích hợp điện cực cảm biến; và quy trình chức năng hóa bề mặt hạt nano từ tính bằng aptamer đặc hiệu. Tất cả sản phẩm đều đạt hoặc vượt yêu cầu về số lượng và chất lượng.
Đóng góp mới quan trọng nhất của nhiệm vụ là việc thiết kế và chế tạo thành công hệ thống LoC tích hợp hoàn chỉnh đa chức năng trên một nền tảng vi lưu duy nhất.
Khác với các nghiên cứu trước đây thường chỉ tập trung vào từng chức năng riêng lẻ, hệ thống này tích hợp đồng bộ quy trình từ tách lọc, làm giàu đến phát hiện, định lượng và đóng gói tế bào. Thiết bị kết hợp giữa cơ chể nhận diện sinh học đặc hiệu thông qua phức hệ aptamer - hạt nano từ tính với các thao tác vật lý chính xác bằăng từ trường, điện trường và cảm biến trở kháng vi mô, cho phép thực hiện quy trình phân tích tế bào ung thư phổi.
Cách tiếp cận hệ thống này cho phép thay thể các quy trình xét nghiệm thủ công, phức tạp và tốn thời gian hiện nay bằng một quy trình tự động hóa, giúp giảm thiểu sai số do thao tác của con người, rút ngăn đáng kê thời gian phân tích và đảm bảo tính toàn vẹn của mẫu sinh học.
Về mặt ứng dụng, nhiệm vụ đã tạo ra một nền tảng thiết bị hoàn chỉnh, nhỏ gọn, tiệm cận với các tiêu chuẩn của thiết bị chăm sóc sức khỏe tại chỗ (Point-of-Care - PoC) hiện đại.
Sự thành công trong việc tích hợp đồng bộ các kỹ thuật phức tạp lên một vi chip nhỏ gọn không chỉ khẳng định năng lực làm chủ công nghệ chế tạo vi lưu của nhóm nghiên cứu mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các thiết bị chần đoán ung thư sớm với chi phí thấp, độ chính xác cao và khả năng triển khai rộng rãi tại các cơ sở y tế tuyến dưới.
Ung thư đang là một trong những vấn đề có tác động rất lớn đến đời sống xã hội hiện nay. Việc phát hiện định lượng tế bào CTCs ung thư phối trong các mẫu sinh thiết lỏng cho phép chần đoán, phát hiện sớm, tiên lượng và điều trị căn bệnh ung thư cho bệnh nhân.
Việc nghiên cứu, thiết kể và chể tạo thiết bị Lab-on-a-Chip cho phép thực hiện làm chủ công nghệ, chủ động trong triển khai các công nghệ, kỹ thuật lõi của các thi t bị phân lập và phát hiện tế bào CTCs. Việc chủ động công nghệ này cho phép thực hiện sản xuật và phát triển trực tiếp trong nước, không phụ thuộc vào các yểu tổ nước ngoài.
Ngoài ra, việc phát triển và ứng dụng hệ thống này còn có tác động xã hội tích cực, như giảm thiều áp lực cho các cơ sở y tế và giảm chi phí chần đoán cho bệnh nhân. Việc phát hiện sớm và chính xác sẽ giúp bệnh nhân nhận được điều trị kịp thời, góp phần giảm gánh nặng cho gia đình và xã hội.
Hệ thống này cũng có thể mở ra cơ hội cho việc tạo ra các sản phẩm nghiên cứu, thúc đẩy sự phát triển kinh tế và công nghệ trong lĩnh vực y tế tại Việt Nam.
