Sáng chế hữu ích từ sinh viên

Thứ năm, 25/06/2020

Sinh viên trường ĐH Khoa học tự nhiên - ĐHQG TPHCM đã nghiên cứu sản xuất sản phẩm kháng nguyên protein giúp chủ động trong việc xét nghiệm nhanh Covid-19 mà không phụ thuộc nhập vật liệu nước ngoài.

Sinh viên nghiên cứu công nghệ protein xét nghiệm nhanh Covid-19

Đây là một trong 4 ý tưởng đã vượt qua gần 60 sáng kiến trong nước và gần 2.000 dự án từ 79 quốc gia về ứng phó với đại dịch Covid-19 được nhận tài trợ từ Tổ chức Giáo dục ĐH Pháp ngữ (AUF).

Sáng kiến của nhóm nghiên cứu thuộc ĐHQG TPHCM cho phép các phòng thí nghiệm phát triển các bộ kit xét nghiệm Covid-19 giá rẻ, cho kết quả nhanh và chính xác nhờ công nghệ protein tái tổ hợp. Dự án được trường đại học phối hợp triển khai cùng một doanh nghiệp trong lĩnh vực Công nghệ sinh học.

TS Nguyễn Thuỵ Vy (giữa) và hai sinh viên Đăng Khôi, Mỹ Phúc nghiên cứu về công nghệ protein tái tổ hợp giúp chủ động sản xuất kit xét nghiệm Covid-19

Dự án mang tên “Sản xuất protein gây đáp ứng miễn dịch của SARS-CoV-2” dựa trên công nghệ protein tái tổ hợp. Chịu trách nhiệm chính cho nghiên cứu khoa học này là TS Nguyễn Thuỵ Vy - Trưởng bộ môn Di truyền, Khoa Sinh học-Công nghệ sinh học trường ĐH Khoa học tự nhiên TPHCM.Những ngày đầu tháng 6, TS Nguyễn Thuỵ Vy và các đồng sự sinh viên tất bật triển khai thực hiện công trình nghiên cứu và ký hợp đồng nhận tài trợ từ Tổ chức AUF. Khi hỏi về sáng kiến khoa học được tài trợ, nhà khoa học nữ này cho biết ý tưởng chính đến từ hai cô cậu sinh viên năm cuối là Lê Trần Đăng Khôi và Võ Hồ Mỹ Phúc.

Tiến sĩ Thuỵ Vy chia sẻ, với số tiền tài trợ khoảng 4.000 euro không phải là quá lớn để thực hiện một công trình nghiên cứu nhưng các nhóm thầy trò (3 giảng viên và 2 sinh viên - PV) đều rất vui bởi hi vọng dự án này sẽ đóng góp nhiều hơn cho cộng đồng chống đại dịch Covid-19.

“Từ khi nhận được gợi ý của AUF về sáng chế ứng phó đại dịch Covid-19, nhóm chúng tôi đã cùng họp lại liệt kê rất nhiều chủ đề có tính ứng dụng cao. Tuy nhiên để hoàn thành gấp rút trong 3 tháng, chúng tôi không thể thực hiện những ý tưởng về gen sâu hơn. Trùng hợp là ý kiến đề xuất của Phúc và Khôi đều đáp ứng được yêu cầu nghiên cứu mà AUF đề ra”, Tiến sĩ Vy chia sẻ.

Giải thích về ý tưởng nghiên cứu này, cô sinh viên năm 4 Võ Hồ Mỹ Phúc cho biết: “Mọi người cũng biết rằng việc xét nghiệm phát hiện nhanh chóng phát hiện kháng thể nhằm đánh giá mức độ lây lan thật sự của SARS-CoV-2 trong cộng đồng và miễn dịch cộng đồng trở thành vấn đề nhiều nước đều thực hiện.

Nguyên tắc của xét nghiệm kháng thể dựa trên tương tác kháng nguyên và kháng thể, trong trường hợp này, kháng nguyên có thể là protein của virus có khả năng gây đáp ứng miễn dịch trong cơ thể người. Nghiên cứu của chúng em là tạo ra các protein tái tổ hợp phục vụ cho việc sản xuất các kit xét nghiệm”.

Lý giải thêm, Phúc cho biết: “Vấn đề hiện nay đa phần các kit xét nghiệm kháng nguyên và kháng thể hiện nay ở Việt Nam đều nhập từ nước ngoài về. Thế nhưng trong bối cảnh dịch bệnh phức tạp, nhiều các ca dương tính không triệu chứng hoặc triệu chứng nhẹ yêu cầu phải được sàng lọc nhanh hơn. Nghiên cứu của nhóm chính là nền tảng tạo ra những kit chuẩn đoán nhanh, rẻ, phù hợp với tình hình Việt Nam”.

Sinh viên Lê Trần Đăng Khôi cho biết đây là dự án đầu tiên trong đời sinh viên của mình được nhận tài trợ từ tổ chức quốc tế

Bổ sung thêm, sinh viên Lê Trần Đăng Khôi chia sẻ: “Hiện tại, chúng ta phải nhập các nguyên liệu protein từ nước ngoài về để phục vụ cho việc chế tạo các kít xét nghiệm.Thông qua dự án này, chúng em mong muốn giảm nhu cầu và tiết kiệm được chi phí nhập khẩu các protein kháng nguyên tái tổ hợp và kit chẩn đoán SARS-CoV-2 dựa trên kháng thể từ nước ngoài, đồng thời cung cấp quy trình có thể sản xuất nguồn vật liệu nền tảng cho các nghiên cứu về SARS-CoV-2 cho các phòng thí nghiệm trong nước.

Chúng em cũng mong rằng có thể đóng góp vào việc phát triển các kit chẩn đoán nhanh với giá thành rẻ và dễ tiếp cận, từ đó giảm bớt gánh nặng cho hệ thống y tế và giúp Chính phủ đánh giá được tình hình miễn dịch trong cộng đồng để ban hành các chính sách hiệu quả hơn trong cuộc chiến chống Covid-19”.

Tiến sĩ Nguyễn Thuỵ Vy cho hay, “Nghiên cứu của chúng tôi dự định sẽ thiết kế các plasmid (các phân tử DNA dạng vòng nhỏ) có gắn chèn trình tự gen đặc trưng mã hóa protein kháng nguyên của virus SARS-CoV-2, sau đó chuyển các plasmid này vào tế bào vi khuẩn Escherichia coli nhằm lợi dụng khả năng tăng trưởng nhanh chóng và bộ máy sinh tổng hợp protein của vi khuẩn này để tổng hợp lượng lớn protein mục tiêu trong thời gian ngắn.

Chúng tôi cũng sẽ tiến hành đánh giá về mức độ tinh sạch, khả năng gắn chuyên biệt lên thụ thể trên bề mặt tế bào người và dự tính xa hơn là khả năng gắn đặc hiệu của các protein này với kháng thể trong huyết thanh của bệnh nhân đã hồi phục (nếu được cho phép tiếp cận mẫu huyết thanh lâm sàng).

Chúng tôi hy vọng có thể chuẩn hóa quy trình thực hiện nhằm chuyển giao cho các công ty và phòng thí nghiệm có mong muốn thực hiện các dự án nghiên cứu về Covid-19 tại Việt Nam, đặc biệt là phát triển các bộ kit chẩn đoán nhanh virus SARS-COV-2”.

Đánh giá về hai học trò của mình, TS Thuỵ Vy tự hào: “Là người hướng dẫn các em, tôi cũng bất ngờ vì khả năng làm việc của học trò mình. Từ khi nhận được gợi ý của AUF đến khi nộp ý tưởng chỉ có 2 tuần, nhưng các em hoàn thành báo cáo ý tưởng nhanh chóng bằng tiếng Anh mà không phải chỉnh sửa nhiều. Đây là dự án đầu tiên của sinh viên được nhận đầu tư của tổ chức quốc tế”.

TS Nguyễn Thuỵ Vy chia sẻ thêm, một trong hướng lớn của phòng thí nghiệm di truyền học của trường đã thực hiện nghiên cứu các protein tái tổ hợp để phối hợp nhiều công ty thực hiện được nhiều kit xét nghiệm bệnh khác.
Theo tiến sĩ Vy, dự án sản xuất protein gây đáp ứng miễn dịch của SARS-CoV-2 không chỉ góp sức với công cuộc chống đại dịch Covid-19 mà sẽ là cách truyền cảm hứng cho các sinh viên khác không ngại khi nghiên cứu khoa học.

Sinh viên công nghệ tự chế tạo máy in 3D để sản xuất mô hình máy bay

Mặc dù mới chỉ là sinh viên năm thứ ba nhưng Vũ Văn Đại, ngành Công nghệ Hàng không Vũ trụ, trường ĐH Công nghệ, ĐH QGHN đã có thể tự chế tạo được máy in 3D để sản xuất ra mô hình máy bay.

Hiện nay, công nghệ in 3D đã được ứng dụng phổ biến trong rất nhiều các lĩnh vực từ kiến trúc, xây dựng, thời trang, mỹ thuật, y học, thẩm mỹ, giáo dục đến các ngành công nghiệp sản xuất…

Việc tạo ra một sản phẩm riêng bằng máy in 3D mang đậm ý tưởng sáng tạo của bản thân chắc chắn sẽ là trải nghiệm rất thú vị.

Đối với sinh viên, việc sở hữu một máy in 3D dường như vẫn còn quá khó bởi giá thành của chúng tương đối đắt đỏ.

Để giải quyết vấn đề này, Vũ Văn Đại – sinh viên ngành Công nghệ Hàng không Vũ trụ, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tự mình bắt tay vào tìm hiểu và nghiên cứu công nghệ in 3D để tự chế tạo loại máy in này và có thể sản xuất các mô hình máy bay trong quá trình học tập.

Dựa trên một số tài liệu hướng dẫn về sản xuất máy in 3D, Đại đã đưa ra những phiên bản ban đầu của máy in, tuy nhiên, chúng chỉ sản xuất được các mô hình đơn giản, chưa làm ra được các sản phẩm phức tạp như kích thước lớn, độ cong bề mặt cao, độ chính xác thấp,…Đại chia sẻ: "Thực sự đây là một công việc không dễ dàng từ khâu tìm hiểu, học hỏi những người có kinh nghiệm tới thiết kế, lắp ráp chiếc máy in thủ công đầu tiên cho tới khi cải tiến và hoàn thiện sản phẩm để từ đó in ra những mô hình máy bay đạt độ chính xác và tối ưu nhất về mặt chất lượng cũng như thời gian.

Việc thiết kế máy in 3D còn đòi hỏi những phương pháp làm giảm độ rung và tăng độ chính xác. Trong phiên bản đầu tiên của máy in do vẫn làm theo phương pháp thủ công và thiếu kinh nghiệm nên sản phẩm in ra còn có một số hạn chế như máy hoạt động chưa tốt, tiếng ồn lớn, khổ in còn nhỏ".

Nghiên cứu thiết kế của sinh viên Vũ Văn Đại

Để khắc phục, trong những phiên bản tiếp theo, chàng sinh viên này đã tận dụng được các chi tiết từ máy in đầu tiên kèm theo sự bổ sung của bàn nhiệt thì chất lượng sản phẩm in ra đã tốt hơn, có độ chính xác cao hơn và giảm đáng kể được tiếng ồn.“Với việc sử dụng nhôm định hình, cấu trúc Hypercube và bàn in cố định khiến kết cấu của khung vững chắc hơn vì thép có độ cứng cao, máy in 3D đã đỡ rung lắc trong quá trình in, từ đó chất lượng sản phẩm đã được cải tiến rất nhiều so với phiên bản trước đặc biệt là đối với các chi tiết có kích thước lớn”, Đại cho biết thêm.

Từ quá trình nghiên cứu các phiên bản khởi đầu cũng như những kinh nghiệm và kiến thức có được, phiên bản hiện nay đã hoàn thiện hơn những phiên bản đầu, với rất nhiều ưu điểm được tổng hòa như: chất lượng sản phẩm in tốt, bề mặt mịn, độ chính xác cao, kích thước khổ in lớn hơn, độ rung lắc và tiếng ồn khi hoạt động được giảm thiểu rõ rệt.

Cần mẫn chăm chỉ từng chi tiết nhỏ trong nghiên cứu

Đại cho hay, bên cạnh máy in 3D thì chất liệu in cũng là điều hết sức quan trọng, nó ảnh hưởng tới tốc độ in, chất lượng sản phẩm… Qua thời gian tìm hiểu và thử nghiệm thì sử dụng nhựa PLA cho máy in là ổn định và tối ưu nhất, vừa thân thiện môi trường, vừa dễ phân hủy lại vừa cho sản phẩm chất lượng cao.Tuy nhiên để đạt được chất lượng sản phẩm in tốt nhất thì lại không hề dễ dàng, đặc biệt là việc tính toán tốc độ in.

Đại chia sẻ, nếu in quá nhanh nhựa sẽ không kịp khô, chất lượng sản phẩm không tốt, xô lệch bề mặt,… khi giảm tốc độ thì sản phẩm đạt chất lượng tốt, bề mặt mịn màng nhưng thời gian in và hiệu quả của máy in sẽ giảm đi.Sau quá trình nghiên cứu và tìm hiểu cùng những kinh nghiệm đúc rút được thì máy in 3D sử dụng nhựa PLA sẽ tối ưu nhất với: tốc độ in đạt 60mm/s; tốc độ in lớp đầu tiên đạt 30mm/s và tốc độ in bề mặt đạt 30mm/s.

Mô hình máy bay từ công nghệ in 3D

Với những cải tiến về máy in 3D, sinh viên hiện nay có thể tự thiết kế, sản xuất những mô hình máy bay với các thông số khí động của cánh như góc xoắn, góc chếch, góc quét cánh mà ở đó có thể chính xác đến 1-2 độ với mục tiêu tiết kiệm chi phí vận hành và đưa ra hình dáng tối ưu cho một chiếc máy bay có tính ứng dụng cao trong tương lai.

Giang Anh tổng hợp (theo Dân trí)

Tags