Các kỹ sư Mỹ đã chế tạo thành công kính hiển vi quang học mới, có khả năng hoàn thành những nhiệm vụ "khó nuốt" như phân biệt và khoanh vùng các tế bào hiếm hoi trong một rừng đủ loại tế bào để phát hiện nguy cơ ung thư. Thông thường, chỉ có vài chục tế bào xấu trong số cả tỉ tế bào khỏe mạnh, nhưng...
Các kỹ sư Mỹ đã chế tạo thành công kính hiển vi quang học mới, có khả năng hoàn thành những nhiệm vụ "khó nuốt" như phân biệt và khoanh vùng các tế bào hiếm hoi trong một rừng đủ loại tế bào để phát hiện nguy cơ ung thư.
Thông thường, chỉ có vài chục tế bào xấu trong số cả tỉ tế bào khỏe mạnh, nhưng nhóm thiểu số này lại là điềm báo trước của tình trạng di căn, sự lan rộng tế bào ung thư gây nên khoảng 90% ca tử vong do ung thư.
Không may là việc tìm ra các tế bào trên là điều vô cùng khó khăn. Hiện các kính hiển vi được trang bị máy ảnh kỹ thuật số là "tiêu chuẩn vàng" trong lĩnh vực phân tích tế bào, nhưng chúng bị các chuyên gia “chê” là không đủ nhanh để phát hiện tế bào tiềm năng gây ung thư.
“Để bắt được những tế bào đó, máy quay phải có khả năng chụp và xử lý hàng triệu hình ảnh liên tục với tốc độ khung hình cao”, theo Bahram Jalali của Đại học California tại Los Angeles (UCLA).
Để vượt qua những giới hạn trên, các chuyên gia của UCLA đã phát minh một hệ thống kính hiển vi quang học có khả năng phát hiện được tế bào hiếm với độ nhạy ấn tượng, lọc được một tế bào xấu trong số 1 triệu tế bào.
Hệ thống này, được đặt tên là máy phân tích dòng hơi nước, chứa một thiết bị kênh dẫn vi lưu, một máy camera và bộ xử lý hình ảnh.
Công nghệ quét tế bào mới có thể xử lý được 100.000 tế bào/giây, nhanh gấp 100 lần so với các máy phân tích hình ảnh hiện nay, theo báo cáo trên chuyên san Proceedings of the National Academy of Sciences.
Các kỹ sư Mỹ đã chế tạo một hệ thống kính hiển vi quang học mới, hướng tới việc phát hiện những tế bào hiếm trong một quần thể rất lớn gồm nhiều loại tế bào khác nhau. Công nghệ này được phát triển nhằm hỗ trợ việc nhận diện và khoanh vùng các tế bào có khả năng liên quan đến nguy cơ ung thư. Theo thông tin được công bố, hệ thống có thể thực hiện nhiệm vụ mà các phương pháp quan sát tế bào thông thường gặp nhiều khó khăn.
Trong cơ thể, chỉ có thể xuất hiện vài chục tế bào bất thường giữa hàng tỉ tế bào khỏe mạnh. Dù chiếm số lượng rất nhỏ, nhóm tế bào này được xem là dấu hiệu báo trước của quá trình di căn. Di căn là sự lan rộng của tế bào ung thư và được cho là nguyên nhân dẫn đến khoảng 90 phần trăm số ca tử vong do ung thư.
Việc tìm kiếm các tế bào bất thường trong số lượng lớn tế bào khỏe mạnh hiện vẫn là một thách thức đáng kể. Những tế bào cần phát hiện có thể rất ít, khiến quá trình quan sát và phân tích phải xử lý một lượng dữ liệu hình ảnh khổng lồ. Chỉ cần bỏ sót các tế bào này, việc đánh giá nguy cơ liên quan đến sự lan rộng của ung thư có thể gặp hạn chế.
Các kính hiển vi được trang bị máy ảnh kỹ thuật số hiện được xem là phương pháp tiêu chuẩn trong phân tích tế bào. Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng những hệ thống này chưa đủ nhanh để phát hiện hiệu quả các tế bào có tiềm năng gây ung thư. Tốc độ xử lý hạn chế trở thành vấn đề khi mẫu quan sát chứa số lượng tế bào rất lớn và chỉ có một phần cực nhỏ trong đó cần được tìm ra.
Bahram Jalali, thuộc Đại học California tại Los Angeles, cho biết máy quay muốn ghi nhận được những tế bào nói trên phải có khả năng chụp và xử lý liên tục hàng triệu hình ảnh. Hệ thống cũng cần duy trì tốc độ khung hình cao trong suốt quá trình thu thập dữ liệu. Yêu cầu này cho thấy việc phát hiện tế bào hiếm không chỉ phụ thuộc vào khả năng phóng đại của kính hiển vi mà còn phụ thuộc lớn vào tốc độ ghi nhận và phân tích hình ảnh.
Để khắc phục những giới hạn đó, các chuyên gia của Đại học California tại Los Angeles đã phát triển một hệ thống kính hiển vi quang học mới. Hệ thống được thiết kế để phát hiện tế bào hiếm với độ nhạy cao trong một tập hợp gồm nhiều tế bào khác nhau. Theo thông tin từ nhóm nghiên cứu, công nghệ có thể lọc ra một tế bào bất thường trong số một triệu tế bào.
Hệ thống mới được đặt tên là máy phân tích dòng hơi nước. Thiết bị này gồm một kênh dẫn vi lưu, một máy ảnh và một bộ xử lý hình ảnh. Các thành phần trên được kết hợp để đưa tế bào qua kênh dẫn, ghi nhận hình ảnh và xử lý dữ liệu nhằm tìm ra những trường hợp hiếm cần chú ý.
Công nghệ quét tế bào mới có thể xử lý 100.000 tế bào mỗi giây. Tốc độ này được báo cáo là nhanh gấp 100 lần so với các máy phân tích hình ảnh hiện nay. Kết quả nghiên cứu được công bố trên chuyên san Proceedings of the National Academy of Sciences, trong bối cảnh nhóm phát triển hướng tới việc cải thiện khả năng phát hiện các tế bào hiếm liên quan đến nguy cơ ung thư.
