Công nghệ di động giúp phát hiện mầm bệnh

Ảnh minh họa

>> Nông dân Mỹ dùng smartphone để tăng hiệu quả trồng trọt / Ứng dụng HealthTap đã cứu sống 10.000 người / Smartphone trở thành công cụ chống dịch bệnh ở Pakistan / Nông dân Ấn Độ chia sẻ kinh nghiệm qua smartphone

Đại học Colorado Boulder (Mỹ) đang thử nghiệm công nghệ di động mới giúp nhanh chóng phát hiện và xác định chất gây ung thư tự nhiên, trong đó có aflatoxin – một chất ước tính làm nhiễm bẩn tới 25% nguồn cung cấp lương thực toàn cầu và gây ra nhiều bệnh nặng ở cả người lẫn động vật.

Phó Giáo sư Don Cooper – đồng sáng lập kiêm Giám đốc khoa học của công ty Mobile Assay – phát triển công nghệ này tại phòng thí nghiệm thuộc Viện di truyền học, Đại học Colorado Boulder. Công nghệ mới sử dụng các thiết bị di động, que thử chẩn đoán nhanh (tương tự que thử thai), nhãn địa lý và điện toán đám mây để xác định nhanh chóng, chính xác các tác nhân gây bệnh phổ biến nhằm giảm thiểu tác hại nguy hiểm tại các nước đang phát triển. Theo Cooper, phương pháp mới nhạy hơn, nhanh hơn bất kì phương thức nào đang có trên thị trường.

Aflatoxin là chất hóa học có độc tính cao chủ yếu do nấm cúc Aspergillus sản sinh, ảnh hưởng đến các loại hạt, hạt giống, cây họ đậu, được biết đến như tác nhân gây ung thư gan và khiến chức năng miễn dịch của động vật, con người bị tổn thương. Những công cụ đang được phát triển cho phép nông dân xác định mầm bệnh ảnh hưởng đến hạt giống, chia sẻ dữ liệu để cải thiện năng suất cây trồng và đề phòng mất mùa.

Hội thảo Liên kết nghiên cứu Nông nghiệp do quỹ từ thiện Gates Foundation tài trợ vừa diễn ra từ ngày 25 đến 30/8 vừa qua tại Nairobi và gần thị trấn Naivasha, Kenya. Mục tiêu của hội thảo là phát triển mối quan hệ giữa các nhà khoa học đang thực hiện các công trình nghiên cứu nông nghiệp nhằm tạo ra con đường thoát nghèo cho nông dân châu Phi.

Phát hiện và xác định hạt giống bị nhiễm bệnh là thách thức không nhỏ tại những khu vực như châu Phi, nơi nông dân thường giữ hạt giống trong các hộp, xếp quanh nhà và thường mua bán chúng tại các chợ địa phương. Có nhiều công trình đang được phát triển sử dụng công cụ di truyền để làm giảm các vấn đề liên quan tới aflatoxin song nếu không có năng lực phát hiện, rất khó để nói nó có thể thành công hay không.

Phương thức của Cooper và đồng nghiệp chứng tỏ độ chính xác và tốc độ. Ban đầu, người dùng lấy mẫu hạt nghi ngờ bị nhiễm độc, hóa lỏng chúng rồi nhúng dải đặc biệt được thiết kế để phát hiện aflatoxin. Sau đó, dùng smartphone hoặc máy tính bảng trang bị máy ảnh để tự động phân tích hình ảnh. Trong vòng vài phút, màn hình hiển thị hai dải: một là dải điều khiển, một là dải thử nghiệm để xác định mức độ nhiễm độc.

Một phần quan trọng trong nền tảng “Lab-on-Mobile Device” (LMD) do nhóm Cooper phát triển là Mobile Imaging Ratiometry (MIR), thuật toán độc nhất vô nhị có khả năng phân tích hình ảnh từ smartphone, máy tính bảng theo thời gian thực. Thông tin được dán nhãn địa lý và chia sẻ qua điện toán đám mây được truyền trực tiếp tới những người tham gia dự án. Công nghệ LMD còn lập ra bản đồ điện tử về những địa điểm xác định được aflatoxin.

Kế hoạch của Cooper là đặt smartphone, máy tính bảng vào tay của những người đang hoạt động tại các nông trường lớn. Nếu đặt tại 100 nông trại khác nhau, tiến hành một vài thử nghiệm mỗi tuần, họ có thể thu thập được lượng lớn dữ liệu và quan sát xu thế theo thời gian, biết được thời kì đặc biệt khi aflatoxin bắt đầu xuất hiện trên thị trường trong suốt quá trình trao đổi hạt giống, chỉ ra nguồn gốc của hạt nhiễm bệnh. Phát hiện còn mở ra cánh cửa để ngăn chặn bùng phát dịch bệnh hiệu quả hơn thay vì phun thuốc trừ sâu lên toàn bộ cánh đồng.

Que thử thường được làm từ nitrat cellulose với miếng đệm đặc biệt để phản ứng với kháng nguyên cụ thể, tạo ra dấu hiệu thị giác rõ rệt. Hiện có nhiều que thử tương thích với LMD để xác định hơn 1.000 mầm bệnh và chất gây ô nhiễm khác nhau. Trong khi đó, đầu đọc smartphone, máy tính bảng được phát triển tại phòng thí nghiệm của Cooper không chỉ nhận diện các que thử mà còn cung cấp thông tin khác như số hiệu nơi hạt giống được lưu trữ cũng như ngày hết hạn và dữ liệu khác.

Các chuyên gia ước tính bệnh lây truyền qua hạt giống gây tổn thất 50 triệu tấn thức ăn hàng năm. Tổn thất tại các nước đang phát triển cao hơn từ 60 đến 80% so với các nước công nghiệp.

Du Lam

Theo Medicalexpress

Nội dung được đăng trên báo Bưu điện Việt Nam số 124 ra ngày 17/10/2013