#Viraless – Thiết bị phát hiện virus giúp bảo vệ sinh học và an toàn sinh học #sựkiệnngàyhômnay
Các mối đe dọa sinh học luôn là vấn đề quan tâm của con người, và đại dịch COVID-19 càng tăng thêm sự cần thiết của các thiết bị chăm sóc sức khỏe để phát hiện mầm bệnh trong thời gian thực. Với mục đích đó, Malika Vassilova, sinh viên khoa sinh học, và Daniele Tosi, phó giáo sư, đã phát triển thiết bị Viraless, dựa trên sợi quang và nguyên lý cộng hưởng plasmon bề mặt, để phát hiện vi-rút trong các chất lỏng khác nhau.
Với độ nhạy vượt trội, công nghệ phát hiện cuộc sống thực và tốc độ phát hiện cao, Viraless có thể được sử dụng trong phòng thí nghiệm, khu vực quân sự, an toàn sinh học, và phòng thủ sinh học để phát hiện mầm bệnh trong các môi trường khác nhau.
Với tính linh hoạt và khả năng tiếp cận, thiết bị này có tiềm năng để được triển khai trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ phát hiện các phân tử quan trọng khác, đến phát hiện các mối đe dọa khủng bố sinh học.
Với Viraless, chúng ta đang tiến đến ranh giới tiếp theo trong an toàn sinh học và bảo vệ sinh học. Thiết bị này không chỉ hỗ trợ việc phát hiện mầm bệnh cụ thể mà còn đặc biệt phù hợp với cuộc chiến chống lại các mối đe dọa sinh học mới nổi.
Nguồn: https://techtoday.co/viraless-the-next-frontier-in-biosecurity-and-biodefence/
bản tin
Sed ut perspiciatis unde.
Malika Vassilova, sinh viên khoa sinh học từ Trường Khoa học và Nhân văn của Đại học Nazarbayev và Đại sứ iGEM và Daniele Tosi, phó giáo sư từ Trường Kỹ thuật và Khoa học Kỹ thuật số giải thích cách họ đã phát triển một thiết bị phát hiện xem vi rút có thoát ra khỏi phòng thí nghiệm hay không.
Các mối đe dọa sinh học, cả tự nhiên và nhân tạo, là mối quan tâm dai dẳng của nhân loại trong nhiều thế kỷ. Đại dịch COVID-19 đã nhấn mạnh sự cần thiết của các thiết bị chăm sóc nhanh và tại chỗ có thể xác định sự hiện diện của mầm bệnh trong thời gian thực, điều này rất quan trọng đối với cộng đồng khoa học và y tế.
Việc phát hiện chính xác vi-rút bằng thiết bị phản hồi nhanh (trong vòng vài giây) là một bước phát triển quan trọng, vì một công cụ như vậy sẽ có khả năng xác định sự hiện diện của vi-rút mục tiêu trong nhiều loại môi trường lỏng, chẳng hạn như nước sinh hoạt, nước thải, hoặc nước màu xám.
Thông qua dự án SPS (Khoa học vì Hòa bình và An ninh) của NATO, nhóm của chúng tôi đã phát triển và thử nghiệm một thiết bị nguyên mẫu – được gọi là Viraless – dựa trên các cảm biến sợi quang để phát hiện vi-rút đậu mùa.
Viraless là một giải pháp mới cung cấp một cách nhanh chóng, chính xác và cụ thể để phát hiện mầm bệnh trong các chất lỏng khác nhau. Đây là một hệ thống cảm biến sinh học dựa trên kháng thể trên các sợi quang sử dụng nguyên lý cộng hưởng plasmon bề mặt. Hệ thống sử dụng các sợi quang bằng cách gắn các kháng thể đơn dòng/đa dòng lên bề mặt của chúng.
Khi các kháng nguyên vi-rút liên kết với các kháng thể này, chúng sẽ gây ra sự thay đổi chỉ số khúc xạ bên trong sợi quang – về cơ bản là thay đổi cách ánh sáng phản xạ vào sợi quang. Sự can thiệp này được xử lý thông qua công cụ phần cứng và được giải mã bởi phần mềm đi kèm, mang lại kết quả nhanh chóng, chính xác và cụ thể ở định dạng thân thiện với người dùng.
Chúng tôi làm cho sự giao thoa này có ý nghĩa và dễ hiểu bằng cách thu hẹp nó xuống còn hai trạng thái. Các kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên được gắn vào bề mặt của sợi quang – hiện được đặt tên là sợi quang chức năng – đại diện cho một trạng thái. Trạng thái thứ hai xuất hiện khi các protein quan tâm trôi nổi tự do liên kết với các kháng thể cố định và thay đổi kiểu phản xạ ánh sáng bên trong sợi. Do đó, một số ánh sáng bị mất trên đường đi và cường độ trở lại (giảm) được ghi lại dưới dạng tương tác, giúp chúng tôi đưa ra kết luận về sự hiện diện của một số protein trong mẫu.
Thêm vào đó, bản thân các sợi quang mang lại rất nhiều lợi ích khi sử dụng chúng:
- Độ nhạy vượt trội do sợi quang mang lại cho phép chúng ta phát hiện các protein của vi rút ở nồng độ nanomol hoặc thậm chí là picomolar, nghĩa là các sợi quang được chức năng hóa có thể phát hiện sự hiện diện của vi rút một cách hiệu quả;
- Phát hiện cuộc sống thực và tốc độ phát hiện cao (vài giây);
- Do chi phí sản xuất sợi quang thấp, các hệ thống được đề xuất sẽ dễ tiếp cận và thuận tiện cho việc lắp đặt trên quy mô lớn;
- Công nghệ này được mở để phát hiện đa kênh, ngụ ý rằng theo thời gian, chúng tôi có thể tăng danh sách mầm bệnh có thể phát hiện được bằng hệ thống của mình.
Lĩnh vực sử dụng chính của Viraless là trong an toàn sinh học và phòng thủ sinh học, phát hiện mầm bệnh trong sông, nước thải, phòng thí nghiệm hoặc khu vực quân sự để ngăn chặn dịch bệnh và sử dụng vũ khí sinh học.
Mục đích của thiết bị là cung cấp một nền tảng tối ưu cho an toàn sinh học có thể nhanh chóng phát hiện một mầm bệnh cụ thể trong khi tích hợp liền mạch với môi trường của nó. Các ứng dụng bao gồm phát hiện các đợt bùng phát trong môi trường đô thị thông qua phát hiện trong nước thải hoặc phát hiện trong vùng nước xám ở các địa điểm trong nhà, chẳng hạn như trên máy bay – theo phương pháp được đề xuất để phát hiện nâng cao mầm bệnh COVID-19. Chúng tôi hình dung công nghệ này sẽ được sử dụng trong các cơ sở an toàn sinh học, chẳng hạn như để giám sát việc rò rỉ vi-rút từ các phòng thí nghiệm nghiên cứu.
Không giống như các phương pháp phát hiện hiện có khác, Viraless có khả năng duy nhất để phát hiện mầm bệnh biến đổi gen tổng hợp. Công nghệ này có thể hỗ trợ phát hiện các mầm bệnh cụ thể trong môi trường lỏng, trong môi trường đô thị hoặc được triển khai trong các cộng đồng riêng biệt cũng như trong các tình huống trong nhà. Ở dạng di động, nó cũng có thể được các nhà dịch tễ học thực địa sử dụng để xét nghiệm nhanh và xác định mầm bệnh vi rút trong các mẫu môi trường.
Tính linh hoạt và khả năng tiếp cận của Viraless khiến nó trở thành một công cụ có giá trị trong cuộc chiến chống lại các mối đe dọa sinh học mới nổi. Thiết bị này đang ở giai đoạn chứng minh khái niệm và đã xác minh cơ chế phát hiện của nó bằng cách sử dụng sợi quang. Vẫn còn một cách để tối ưu hóa hệ thống cho quá trình xử lý sinh học công nghiệp và tạo ra sản phẩm khả thi tối thiểu (MVP). Trong tương lai, Viraless có tiềm năng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác, bao gồm theo dõi sự bùng phát của các bệnh truyền nhiễm và phát hiện các mối đe dọa khủng bố sinh học. Công nghệ này cũng có thể được sử dụng để phát hiện các phân tử quan trọng khác – đã có công việc đang được thực hiện để phát hiện ung thư, v.v.
Viraless đại diện cho ranh giới tiếp theo trong an toàn sinh học và bảo vệ sinh học. Với công nghệ và khả năng phát hiện nhiều loại mầm bệnh, Viraless có thể có tác động đáng kể trong cuộc chiến chống lại các mối đe dọa sinh học mới nổi. Sự phát triển của Viraless là một bước tích cực hướng tới một tương lai an toàn hơn cho tất cả mọi người và là minh chứng cho cam kết liên tục bảo vệ nhân loại khỏi những nguy cơ đe dọa sinh học.
Dự án này đã nhận được Huy chương vàng tại Cuộc thi máy biến đổi gen quốc tế (iGEM) vào năm 2022 và thu hút sự quan tâm của nhiều bên liên quan, từ các công ty công nghệ sinh học đến các chuyên gia quốc phòng và an ninh quốc gia.
[ad_2]
