Nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia, mã số ĐTĐL.CN-40/23

<p style="text-align: justify;">Ngày 25/12/2025, Bộ Khoa học và Công nghệ đã tổ chức phiên họp Hội đồng đánh giá, nghiệm thu nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia: "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 chẩn đoán sớm ung thư phổi", mã số ĐTĐL.CN-40/23.</p>

Ung thư phổi là một trong những bệnh lý gây tử vong hàng đầu, với tỷ lệ mắc và tử vong cao tại Việt Nam và thế giới. Trong bối cảnh đó, việc phát triển các công nghệ chẩn đoán sớm, đặc biệt dựa trên tế bào khối u tuần hoàn (CTCs), đóng vai trò quan trọng. Tuy nhiên, CTCs là tế bào hiếm trong máu, đòi hỏi công nghệ tách lọc - phát hiện có độ nhạy cao. Việc sử dụng các thiết bị nhỏ gọn như các chip vi lưu để giải quyết bài toán này bằng việc tích hợp cơ chế "bắt - đếm - sàng lọc" trên một chip là một hướng đi nhiều tiềm năng và thu được nhiều quan tâm của các nhóm nghiên cứu định hướng ứng dụng trên thế giới.

Trên cơ sở kế thừa các nghiên cứu cơ bản để phát triển theo định hướng ứng dụng trên theo Chương trình phát triển vật lý giai đoạn 2021 - 2025, theo Quyết định số 1187/QĐ-TTg ngày 04/8/2020 của Thủ tướng Chính phủ, Bộ trưởng Bộ Khoa học Công nghệ đã phê duyệt nhiệm vụ "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 chẩn đoán sớm ung thư phổi" do GS. TS. Chử Đức Trình làm chủ nhiệm; Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội là Cơ quan chủ trì thực hiện từ tháng 01/2023 đến tháng 12/2025 với mục tiêu chính là xây dựng được quy trình gắn hạt nano từ tính đa chức năng lên tế bào ung thư phổi thông qua phức hệ aptamer - hạt từ, đồng thời thiết kế và chế tạo thành công thiết bị Lab-on-a-Chip dựa trên nền tảng vi lưu, tích hợp hệ tách lọc từ tính đặc hiệu và cảm biến trở kháng để định lượng tế bào ung thư phổi trong dòng chảy. Bên cạnh đó, đề tài triển khai thử nghiệm và đánh giá hiệu quả hoạt động của thiết bị trên mẫu trong phòng thí nghiệm, đồng thời phối hợp với một số cơ sở y tế trong nước để kiểm chứng khả năng ứng dụng thực tiễn.

Trong quá trình triển khai, nhóm nghiên cứu đã xây dựng quy trình gắn hạt từ tính đa chức năng lên tế bào ung thư phổi thông qua phức hệ aptamer chuyên biệt, bảo đảm độ đặc hiệu nhận diện cao. Đồng thời, nhóm thiết kế và chế tạo chip Lab-on-a-Chip (LoC) tích hợp các mô-đun tách lọc từ tính, đo trở kháng, đóng gói tế bào trong vi giọt và điều hướng giọt bằng trường điện, cho phép tách lọc, phát hiện và định lượng tế bào ung thư lưu hành (CTCs) theo thời gian thực, đáp ứng yêu cầu của thiết bị chăm sóc tại chỗ (PoC). Bên cạnh đó, đề tài đã ứng dụng trí tuệ nhân tạo và thị giác máy tính để tự động hóa quá trình phân tích, từ phân đoạn tín hiệu, định lượng mức độ bao phủ hạt từ đến phát hiện và đếm tế bào, qua đó nâng cao độ chính xác, độ lặp lại và khả năng chuẩn hóa kết quả.

Sau quá trình triển khai, thiết bị LoC đã được chế tạo hoàn chỉnh, thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và phối hợp bước đầu với các cơ sở y tế trong nước. Các mô-đun tách lọc từ, cảm biến trở kháng và hệ vi giọt đều cho kết quả khả quan; nhiều tín hiệu đặc trưng của tế bào ung thư phổi (A549) đã được nhận dạng và phân biệt rõ ràng. Các đánh giá hiệu suất như SNR, hiệu quả bám hạt, tỷ lệ phân tách giọt đạt mức cao, phù hợp mục tiêu nhiệm vụ.

Nhiệm vụ đã thu được những kết quả đáng ghi nhận như:

- 10 chip vi lưu sinh học LoC tách lọc và phân tích tế bào ung thư phổi;

- 03 hệ thiết bị hoàn chỉnh sử dụng chip LoC tích hợp các module tách lọc từ tính tự động và module cảm biến trở kháng, phát hiện và phân tích tế bào ung thư phổi;

- 01 quy trình chế tạo cấu trúc chip vi lưu tích hợp vi điện cực cảm biến;

- 01 quy trình chức năng hóa bề mặt hạt nano từ tính và cố định hạt nano từ tính trên tế bào ung thư phổi bằng aptamer;

- 01 báo cáo thử nghiệm thiết bị LoC chế tạo được trên mẫu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và thử nghiệm có phối hợp với một số cơ sở khám chữa bệnh ung thư phổi trong nước;

- 01 báo cáo đánh giá, kiểm định cảm biến, thiết bị chế tạo được bởi một đơn vị độc lập cùng lĩnh vực đủ năng lực;

01 bộ tài liệu thiết kế mạch điện tử điều khiển, xử lý tín hiệu và hiển thị;

- 05 bài báo khoa học được chấp nhận đăng bởi tạp chí nằm trong danh mục ISI Q1/Q2, 03 bài báo được chấp nhận đăng bởi tạp chí quốc gia uy tín;

01 bài báo được chấp nhận đăng bởi tạp chí nằm trong danh mục ISI Q3;

- 05 báo cáo hội nghị chuyên ngành quốc tế về Điện tử, MEMS, cảm biến, điện tử y sinh;

- 01 đăng ký bảo hộ quyền sở hữu trí tuệ được chấp nhận đơn hợp lệ;

- Hỗ trợ đào tạo 02 nghiên cứu sinh và 03 học viên cao học.

Nhiệm vụ đã góp phần quan trọng thúc đẩy nghiên cứu công nghệ vi lưu - cảm biến sinh học - vật liệu từ tính trong nước, xây dựng đội ngũ nghiên cứu mạnh, và tạo nền tảng tiến tới thương mại hóa thiết bị chẩn đoán ung thư phổi tại Việt Nam trong tương lai. Bên cạnh đó, việc tích hợp đa mô-đun trên một thiết bị dạng chip được xem là bước tiến đáng kể trong định hướng phát triển các hệ thống chẩn đoán PoC hiện đại.

Hội đồng đánh giá cao chất lượng khoa học và tính ứng dụng của đề tài; kết cấu báo cáo đầy đủ và logic; các sản phẩm khoa học - công nghệ đáp ứng yêu cầu đặt ra. Hội đồng nhất trí nghiệm thu nhiệm vụ ở mức "Đạt", đồng thời đề nghị nhóm nghiên cứu tiếp tục hoàn thiện hồ sơ, chỉnh lý các nội dung theo góp ý để Bộ Khoa học và Công nghệ ra quyết định công nhận kết quả nhiệm vụ.