Việt Nam chế tạo thành công chip sinh học

Một sản phẩm chip sinh học vừa được chế tạo hoàn toàn tại Việt Nam, mở ra hướng ứng dụng đáng chú ý trong y tế, môi trường cùng nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác. Sản phẩm được phát triển bằng công nghệ vi cơ điện tử MEMS, nền tảng cho phép chế tạo những linh kiện cực nhỏ, có độ nhạy cao và khả năng tích hợp vào thiết bị chuyên dụng. Tên đầy đủ của linh kiện là vi cân tinh thể thạch anh, thường gọi QCM, viết tắt từ Quartz Crystal Microbalance, một công nghệ đo biến đổi khối lượng rất nhỏ. Dự án do Sở Khoa học và Công nghệ TP HCM đầu tư, với sự phối hợp thiết kế, sản xuất giữa ICDREC và Trung tâm Nghiên cứu Triển khai Khu Công nghệ cao TP HCM. Về nguyên lý, QCM xác định sự phân bố khối lượng cực nhỏ, cỡ nanogram trên mỗi đơn vị diện tích điện cực, thông qua thay đổi tần số của bộ dao động cộng hưởng thạch anh. Khi vật chất bám lên bề mặt điện cực, khối lượng thay đổi làm tần số dao động thạch anh biến chuyển, từ đó cung cấp thông tin phục vụ quá trình phân tích. Nhờ độ nhạy này, linh kiện QCM có thể được dùng để chế tạo cảm biến khí, cảm biến khối lượng, thiết bị kiểm tra bề dày màng mỏng và cảm biến y sinh học. Đây là nhóm ứng dụng rộng, trong đó y tế được xem là lĩnh vực giàu tiềm năng, bởi các thay đổi rất nhỏ trong mẫu xét nghiệm thường mang ý nghĩa quan trọng. ICDREC đã tích hợp linh kiện vi cân tinh thể thạch anh vào một bộ Kit sinh học, hướng tới việc phát hiện nhanh tác nhân gây bệnh trong những điều kiện làm việc thực tế. Theo thông tin công bố, bộ Kit được giới thiệu với khả năng phát hiện vi khuẩn E.Coli O157-H7, đồng thời nội dung dự án cũng đề cập khả năng phát hiện phẩy khuẩn tả. Cách thiết kế này hướng đến nhu cầu xét nghiệm nhanh tại các ổ dịch, đặc biệt những địa bàn vùng sâu, vùng xa, nơi điều kiện phòng thí nghiệm và vận chuyển mẫu còn hạn chế. So với phương pháp xét nghiệm thông thường cần đến 24 giờ, QCM Kit có thể đưa ra kết quả sau khoảng 1 tiếng, rút ngắn đáng kể thời gian chờ đợi. Các thao tác sử dụng được mô tả là đơn giản, phù hợp với yêu cầu triển khai tại hiện trường, đồng thời bộ Kit có thể dùng nhiều lần thay vì chỉ phục vụ một phép thử. Thời gian phản hồi ngắn giúp nhân viên y tế sớm có thêm dữ liệu tham khảo, qua đó hỗ trợ quá trình xử lý tình huống tại những khu vực đang xuất hiện nguy cơ dịch bệnh. Việc chế tạo linh kiện diễn ra tại Khu Công nghệ cao TP HCM, cho thấy năng lực nghiên cứu trong nước đã tiến tới sản phẩm cụ thể thay vì dừng ở linh kiện thử nghiệm. QCM cũng không chỉ giới hạn trong các bộ Kit phát hiện vi khuẩn, bởi nền tảng cảm biến này còn có thể tiếp tục phát triển cho nhiều bài toán đo lường khác. Trong lĩnh vực y sinh, linh kiện có thể trở thành thành phần của những thiết bị phát hiện nhanh, khi các dấu hiệu cần quan sát thường liên quan lượng vật chất cực nhỏ. ICDREC hiện phối hợp với cơ quan y tế để đưa linh kiện QCM vào một sản phẩm xét nghiệm nhanh, nhằm xác định người sử dụng ma túy hay không. Hướng phát triển này mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ, từ giám sát tác nhân gây bệnh sang hỗ trợ kiểm tra y tế và sàng lọc trong thực tế. Các sản phẩm dùng QCM vẫn cần gắn với quy trình xét nghiệm phù hợp, bởi độ chính xác cuối cùng phụ thuộc cả linh kiện, mẫu thử, hóa chất cùng thao tác vận hành. Bên cạnh dự án chip sinh học, Sở Khoa học và Công nghệ TP HCM còn chuyển quyền sở hữu sáu lõi IP bán dẫn cho ICDREC. Sáu lõi IP này có giá trị gần 10 tỉ đồng, được bàn giao để ICDREC thực hiện hoạt động chào bán trên các sàn giao dịch quốc tế. Thông tin trên cho thấy hệ sinh thái bán dẫn trong nước đang được thúc đẩy đồng thời ở nhiều khâu, từ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến thương mại hóa. Với QCM, thành quả nổi bật nằm ở sự kết hợp giữa công nghệ MEMS, năng lực vi mạch và nhu cầu xét nghiệm nhanh, tạo nền tảng cho những sản phẩm Việt Nam thiết thực hơn.