Thành tựu này được kỳ vọng sẽ mở đường cho các phương pháp tầm soát ung thư đơn giản, nhanh chóng và có thể thực hiện ngay tại nhà.
Nghiên cứu do nhóm của ông Wen Liaoyong tại Đại học Tây Hồ, Hàng Châu thực hiện và được công bố trên tạp chí khoa học Nature Photonics ngày 13/5.
Trước đây, các hệ thống máy móc để phát hiện dấu hiệu ung thư trong máu thường có kích thước lớn như một chiếc tủ lạnh hai cửa, đòi hỏi hệ thống quang học phức tạp và chỉ có thể hoạt động trong các phòng thí nghiệm chuyên dụng. Tuy nhiên, nhóm của ông Wen đã 'thu nhỏ' toàn bộ hệ thống này thành một thiết bị gọn trong lòng bàn tay. Không chỉ thu nhỏ về kích thước, thiết bị mới còn tăng độ nhạy lên gấp khoảng 10.000 lần so với các phương pháp xét nghiệm truyền thống.
Để đạt được kết quả này, các nhà khoa học đã thay đổi cơ chế đo lường từ việc phát hiện bước sóng ánh sáng sang đo cường độ ánh sáng thông qua một loại chip 3D đặc biệt. Để dễ hình dung về độ nhạy, nếu phạm vi đo lường là một chiếc thước kẻ dài 1 mét, hệ thống này có thể phát hiện được những thay đổi nhỏ chỉ vài micrômét.
Một trong những rào cản lớn nhất của các loại chip quang học truyền thống là chi phí sản xuất cực kỳ đắt đỏ, lên tới hàng trăm USD cho mỗi con chip vì phải chế tạo tỉ mỉ từng chi tiết. Ông Wen ví von quy trình cũ giống như việc "chép tay một cuốn sách", trong khi phương pháp mới của nhóm ông tương đương với kỷ nguyên "in chữ rời".
Bằng cách tạo ra một bản khuôn mẫu rồi tiến hành in hàng loạt, nhóm nghiên cứu có thể sản xuất cùng lúc hàng ngàn con chip có chất lượng đồng nhất trên một phiến bán dẫn rộng khoảng 20 cm. Quy trình này giúp hạ giá thành mỗi con chip xuống chỉ còn 5 USD. Sự cắt giảm chi phí mạnh mẽ này mở ra cơ hội đưa thiết bị đến gần hơn với người dân, cho phép thực hiện xét nghiệm ngay tại nhà thay vì phải tới bệnh viện.
Trong các thử nghiệm lâm sàng thực hiện trên 171 mẫu huyết thanh từ bệnh nhân ung thư phổi, thiết bị đã chứng minh năng lực vượt trội. Nó đạt độ chính xác 94,9% trong việc phát hiện sớm và 92,1% trong việc theo dõi bệnh nhân sau phẫu thuật, trong khi các phương pháp tiêu chuẩn hiện nay chỉ đạt khoảng 74,7%. Theo ông Wen, người từng có thời gian nghiên cứu tại Đại học Connecticut ở Mỹ, tiềm năng của công nghệ này không chỉ dừng lại ở việc tầm soát khối u.
Theo nhóm nghiên cứu, nền tảng công nghệ này không chỉ phục vụ sàng lọc khối u mà còn có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực y sinh khác.
Ông Wen nhận định: “Công nghệ chế tạo vi mô và nano, với vai trò là công nghệ nền tảng của xã hội thông tin hiện đại, đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực tương tác tín hiệu quang học, điện và từ tính, trở thành động lực quan trọng thúc đẩy quá trình chuyển đổi số và thông minh hóa”.
Nếu được thương mại hóa thành công, thiết bị này có thể giúp việc tầm soát ung thư trở nên nhanh hơn, rẻ hơn và thuận tiện hơn, đặc biệt tại những khu vực thiếu cơ sở xét nghiệm chuyên sâu.
