PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc (trưởng khoa Cơ khí) ở giữa và TS Nguyễn Thanh Hải (trưởng Bộ môn Thiết bị và Công nghệ vật liệu cơ khí) bên phải của trường Đại học Bách khoa TP.HCM bên máy tạo thân khẩu trang y tế. Ảnh: Cơ khí Bách Khoa

Công nghệ sản xuất protein giúp xét nghiệm nhanh Covid-19

Vượt qua 2000 dự án từ 79 quốc gia, dự án sản xuất protein từ vi khuẩn E.Coli trong phòng thí nghiệm của một nhóm sinh viên trường Đại học Khoa học Tự nhiên (ĐHQG TP.HCM) đã nhận được tài trợ của Agence Universitaire de La Francophonie (AUF) – một cộng đồng gồm các trường đại học đào tạo bằng tiếng Pháp.

Đầu tiên, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Thụy Vy – trưởng bộ môn di truyền (khoa Sinh học và Công nghệ Sinh học, trường ĐH Khoa học và Tự nhiên), họ đã phối hợp với một công ty trong ngành công nghệ sinh học để thực hiện dự án.

Nghiên cứu bắt nguồn từ việc nhiều ca dương tính không có triệu chứng hoặc triệu chứng nhẹ, đòi hỏi ngành y tế các nước phải có các biện pháp sàng lọc nhanh chóng. Chính vì vậy, để phát hiện bệnh, nhiều quốc gia sử dụng cách xét nghiệm kháng thể. Phương pháp này có ưu điểm là nhanh chóng, dễ triển khai trên diện rộng và có độ chính xác cao. Tuy nhiên, Việt Nam không có nhà cung cấp kháng nguyên protein virus SARS-CoV-2, điều này gây khó khăn cho các công ty trong việc sản xuất bộ xét nghiệm kháng thể. “Chúng tôi sử dụng công nghệ sản xuất protein từ vi khuẩn E.Coli với chi phí thấp. Trên thế giới, hầu hết protein được sản xuất từ mô động vật”, TS Nguyễn Thúy Vy chia sẻ. Chị và hai sinh viên là Lê Trần Đăng Khôi và Võ Hồ Mỹ Phúc bắt đầu tiến hành nghiên cứu từ tháng sáu với sự tài trợ từ AUF, và cuối cùng họ đã có được thành phẩm trong vòng ba tháng.

“Dự án không chỉ góp phần giúp ngăn ngừa Covid-19 mà còn khuyến khích cho các sinh viên khác cùng tham gia nghiên cứu khoa học. Nhờ sản phẩm này, quá trình xét nghiệm Covid-19 sẽ cho ra kết quả nhanh chóng, chính xác với giá thành phải chăng”.

Buồng khử khuẩn di động

Phòng thí nghiệm Trọng điểm Quốc gia về Kỹ thuật Hệ thống và Điều khiển Kỹ thuật số (DCSELab) thuộc trường Đại học Bách khoa - ĐHQG TP.HCM đã phối hợp với Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Thanh thiếu niên để chế tạo một buồng khử khuẩn di động. Với các cảm biến giúp phát hiện và tự động phun khi có người bước vào, đèn tín hiệu và máy phun siêu âm 360 độ không gây ướt, buồng sử dụng dung dịch anolyte và các công nghệ khử khuẩn bằng tia cực tím, ozone và nhiệt để giúp khử khuẩn toàn bộ cơ thể. Buồng đã được đưa vào sử dụng tại một số bệnh viện trong thành phố kể từ khi đại dịch Covid-19 bùng phát.

Các nhà khoa học thuộc DCSELab còn tạo ra một buồng tự động để khử khuẩn và lấy mẫu từ bệnh nhân mà không cần tiếp xúc. Buồng sẽ tự động khử khuẩn trước khi người tiếp theo vào để lấy mẫu. Buồng ứng dụng công nghệ dao động siêu âm lên đến 113 kHz, các màng gốm áp điện xé tan liên kết giữa các hạt dung dịch thành kích thước cỡ 10 nm, sau đó đẩy chúng bay lên và bao phủ 360 độ trên chủ thể trong buồng nhanh chóng. Công nghệ diệt khuẩn bằng đèn tia cực tím khiến các vi khuẩn, virus và động vật nguyên sinh tiếp xúc với bước sóng diệt khuẩn của ánh sáng tia cực tím và không thể sinh sản, phát triển được. Mặc dù nhóm nghiên cứu sử dụng công nghệ khử khuẩn bằng tia cực tím, nhưng các tia UV không trực tiếp chạm vào cơ thể người, và do đó không gây hại cho cán bộ y tế hoặc bệnh nhân. Hơn nữa, công nghệ lọc HEPA kết hợp với tia UV giúp tiêu diệt hoàn toàn virus và vi khuẩn còn sót lại trong không khí sau khi đã bị hút ra khỏi buồng.

DCSELab còn chế tạo một máy thở đơn giản hoạt động trên nguyên tắc tự động ép và thả túi Ambu để đưa dòng không khí vào phổi của bệnh nhân tương ứng với hai pha hít vào và thở ra. Sau nhiều lần chỉnh sửa và nhận được sự tư vấn từ các bác sĩ chuyên khoa tại Bệnh viện Chợ Rẫy và Đại học Y dược TP.HCM, nhóm nghiên cứu đang dần hoàn thiện sản phẩm.

Mặt nạ dẫn khí lọc vi khuẩn dành cho nhân viên y tế

Một trường đại học thành viên khác của ĐHQG TP.HCM là trường Đại học Bách khoa cũng đã cải tiến hàng chục sản phẩm hữu ích, tiện lợi liên quan đến phòng, chống Covid-19 cho cộng đồng. Tiêu biểu trong số đó là loại mặt nạ dành cho các nhân viên y tế, do nhóm nghiên cứu tại khoa Công nghệ vật liệu chế tạo, có thể sử dụng trong nhiều giờ liên tục.

PGS.TS Huỳnh Đại Phú, trưởng khoa, cho biết khi Covid-19 bùng phát, một vấn đề cấp bách mà chúng ta phải đối mặt là tình trạng thiếu vật tư trang thiết bị y tế. Nhân viên y tế phải đối mặt với nguy cơ lây nhiễm cao do làm việc nhiều giờ trong môi trường không có buồng áp suất âm. Đối với họ, việc sử dụng quần áo phòng ngừa, kính bảo hộ và mặt nạ là vô cùng quan trọng nhằm ngăn ngừa nguy cơ lây nhiễm virus, và nhóm của ông đã chế tạo ra những thiết bị mặt nạ dẫn khí có màng lọc vi khuẩn và không khí nhằm tránh khả năng lây nhiễm, ông Phú chia sẻ.

Thiết bị gồm có ba bộ phận được thiết kế để cung cấp khí vào có thể kết nối với màng lọc khuẩn, không khí trước khi vào mặt nạ sẽ được lọc sạch bảo đảm việc tránh nhiễm chéo. Lưu lượng khí được cấp đủ cho phép y, bác sĩ mang thiết bị này trong nhiều giờ. Mặt nạ này khắc phục được một số khuyết điểm của mặt nạ mũi miệng trong mùa dịch bệnh. Thêm vào đó, loại mặt nạ này còn được làm bằng polymer phân hủy sinh học thân thiện với môi trường. Với những ưu điểm trên, hiện sản phẩm đã được đưa vào sử dụng tại Bệnh viện Trưng Vương.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu của PGS.TS Nguyễn Hữu Lộc (trưởng khoa Cơ khí) và TS Nguyễn Thanh Hải (chủ nhiệm Bộ môn Thiết bị và Công nghệ vật liệu cơ khí) của trường Đại học Bách khoa, còn chế tạo hệ thống máy sản xuất tự động khẩu trang y tế từ vải kháng khuẩn. Hệ thống sẽ tự động tạo thân khẩu trang y tế (phần xếp ly hình chữ nhật) và hàn quai siêu âm đơn điểm. Năng suất một máy tự động tạo thân có thể đạt tối đa 90 cái/phút, trong khi năng suất máy hàn quai siêu âm đơn điểm chỉ đạt 15 cái/phút. Do đó, để đảm bảo năng suất đồng bộ, một máy tạo thân sẽ đi kèm với sáu máy hàn quai siêu âm. Trong thiết kế này, khẩu trang y tế từ 3 đến 5 lớp đều có thể tạo ra được tùy vào số cuộn vải đưa vào. Một trong các lớp vải này là lớp vải lọc hay còn gọi là vải kháng khuẩn. Ưu điểm vượt trội của thiết kế này chính là chỉ sử dụng một hệ siêu âm, so với các thiết kế trước đây phải sử dụng đến hai hệ siêu âm tần số 20kHz.

Ngoài ra, các giảng viên và sinh viên của trường còn chế tạo kính chắn giọt bắn, aerosol từ bệnh nhân bằng cách sử dụng công nghệ in 3D; gel sát khuẩn, xịt sát khuẩn, nước rửa tay phòng chống Covid-19 dành cho cán bộ và sinh viên của trường.

PGS.TS Mai Thanh Phong, hiệu trưởng nhà trường, cho biết, thông qua việc nỗ lực tạo ra các sản phẩm phòng, chống Covid-19, sinh viên, giảng viên và các nhà nghiên cứu của trường hy vọng sẽ đóng góp khả năng và sức lực của mình vào công cuộc phòng chống đại dịch của đất nước.

Hà Trang tổng hợp