Nhưng nhiều xét nghiệm Covid-19 có thể cho kết quả trong vòng vài giờ mà không cần gửi mẫu đến phòng thí nghiệm và hầu hết các xét nghiệm này sử dụng phương pháp tiếp cận gọi là microfluidics (vi lỏng).
Microfluidics là gì?
Hệ thống microfluidics là bất kỳ thiết bị nào xử lý một lượng nhỏ chất lỏng. Chất lỏng di chuyển qua các kênh mỏng hơn sợi tóc và các van nhỏ có thể bật và tắt dòng chảy. Các kênh này được làm bằng các vật liệu như thủy tinh, polyme, giấy hoặc gel.
Một trong những cách để di chuyển chất lỏng là sử dụng một máy bơm cơ học; một cách khác là sử dụng điện tích bề mặt của một số vật liệu nhất định; và một cách nữa là sử dụng cái gọi là hành động mao dẫn - thường được gọi là bấc.
Một điều rõ ràng là, mọi ngóc ngách trên cơ thể con người đều là vi lỏng. Chúng ta không thể được sinh ra hoặc hoạt động nếu không có các mao mạch máu phức tạp mang thức ăn, oxy và các phân tử tín hiệu đến mọi tế bào. Giống như vi điện tử, kích thước là yếu tố then chốt trong vi lỏng.
Khi các thành phần trở nên nhỏ hơn, các thiết bị có thể dựa vào các đặc tính kỳ lạ của chất lỏng ở quy mô nhỏ, có thể hoạt động nhanh hơn, hiệu quả hơn và có chi phí sản xuất rẻ hơn. Cuộc cách mạng microfluidics đã và đang âm thầm gánh công nghệ vi điện tử lên vai.
Một lợi ích lớn khác của các thiết bị vi lỏng là chúng chỉ cần một lượng chất lỏng rất nhỏ và do đó có thể có kích thước rất nhỏ. NASA đã xem xét sử dụng các thiết bị phân tích vi lỏng cho các chuyến đi dài trên sao Hỏa của họ.
Việc phân tích các chất lỏng quý giá - chẳng hạn như máu người - cũng được hưởng lợi từ khả năng sử dụng các mẫu nhỏ. Ví dụ: Máy đo đường là dụng cụ siêu lỏng chỉ cần một giọt máu để đo lượng đường trong máu của bệnh nhân tiểu đường.
Rất có thể bạn đã và đang sử dụng microfluidics khá thường xuyên trong cuộc sống. Máy in phun bắn ra những giọt mực cực nhỏ. Máy in 3D ép ra polyme nóng chảy thông qua một vòi phun vi lỏng. Máy xông khí dung dành cho bệnh nhân hen suyễn sẽ phun sương ra các giọt thuốc cực nhỏ. Que thử thai dựa vào dòng chảy của nước tiểu trong một dải giấy vi lỏng.
Trong nghiên cứu khoa học, vi lỏng có thể hướng thuốc, chất dinh dưỡng hoặc bất kỳ chất lỏng nào đến các bộ phận rất cụ thể của sinh vật để mô phỏng chính xác hơn các quá trình sinh học.
Tương lai của microfluidics
Microfluidics sẽ là yếu tố quan trọng để đưa y học vào một kỷ nguyên mới, nhịp độ nhanh, giá cả phải chăng. Các thiết bị đeo có chức năng đo các chất trong mồ hôi để theo dõi tiến trình thể dục và các thiết bị cấy ghép giúp phân phối cục bộ thuốc ung thư đến khối u của bệnh nhân là một số biên giới tiếp theo trong ngành vi lỏng y sinh.
Các nhà nghiên cứu đang phát triển các hệ thống vi lỏng phức tạp, hấp dẫn được gọi là các cơ quan trên một con chip nhằm mục đích mô phỏng các khía cạnh khác nhau của sinh lý con người. Trong các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới, các nhóm đang phát triển các nền tảng khối u trên chip để kiểm tra các loại thuốc điều trị ung thư hiệu quả hơn.
Những chip đại diện bệnh nhân này sẽ cho phép các nhà khoa học thử nghiệm các phương pháp điều trị mới theo cách không kéo theo chi phí, đau khổ và các vấn đề đạo đức liên quan đến thử nghiệm trên động vật hoặc ở người.
Hãy tưởng tượng việc đến bác sĩ, lấy mẫu sinh thiết và trong vòng chưa đầy một tuần, bằng cách sử dụng thiết bị vi lỏng của các nhà khoa học, bác sĩ có thể tìm ra loại thuốc nào hiệu quả nhất để loại bỏ khối u của bạn.
Tuy điều đó vẫn còn nằm ở tương lai, nhưng những gì chúng ta biết là microfluidicsẽ là một phần không thể thiếu của tương lai.
