Hiện nay tình hình dịch bệnh ở Việt Nam và các khu vực lân cận đang diễn biến rất phức tạp, đặc biệt là các bệnh dịch nguy hiểm như bệnh tay chân miệng, cúm gia cầm (cúm A-H5N1, A-H7N9), bệnh sốt xuất huyết, dịch bệnh sởi,…Công bố mới nhất theo thống kê của Bộ Y tế (tháng 10 năm 2018), bệnh tay chân miệng đã xuất hiện tại tất cả 63 tỉnh, thành với 61.821 trường hợp mắc, trong đó có 29.324 trường hợp nhập viện và 6 ca tử vong.
Có nhiều nguyên nhân mà các bệnh truyền nhiễm quen thuộc như sốt xuất huyết, sốt rét trở nên trầm trọng và dẫn đến tử vong nhưng đáng chú ý là do bệnh nhân chủ quan, tự chữa bệnh tại nhà, không đến bệnh viện để khám và điều trị. Đa số phương pháp chẩn đoán các bệnh truyền nhiễm cần dựa trên các phương pháp xét nghiệm, bắt buộc bệnh nhân phải đến bệnh viện hoặc các cơ sở y tế để lấy mẫu máu, gửi đến phòng xét nghiệm và chờ đợi kết quả.
Một trong những giải pháp hiện nay trong lĩnh vực xét nghiệm là việc phát triển các xét nghiệm nhanh trên giấy (que thử) - RDTs (Rapid Diagnostic Tests) dựa trên kỹ thuật ELISA sử dụng kháng thể để nhận biết sự hiện diện của các kháng nguyên mầm bệnh trong mẫu. Các loại RDTs này tuy có tiềm năng rất cao trong việc sản xuất hàng loạt và ứng dụng cho xét nghiệm tại chỗ nhưng vẫn còn nhiều hạn chế, nên người ta đã sử dụng kỹ thuật chuỗi trùng hợp khuếch đại gen (Polymerase Chain Reaction) và Realtime-PCR trong nhiều trường hợp để khắc phục các nhược điểm về độ nhạy, khả năng xác định chủng gây bệnh của phản ứng miễn dịch trên các RDTs. Tuy nhiên, PCR và Realtime PCR lại không lí tưởng cho ứng dụng xét nghiệm bệnh tại chỗ vì các thao tác thường đòi hỏi phải được thực hiện trong phòng thí nghiệm, phản ứng cần có sự hỗ trợ của thiết bị luân nhiệt (thermocycler) để cung cấp nhiệt độ cho phản ứng, đồng thời việc đọc kết quả cũng cần các thiết bị chuyên biệt. Vì vậy, phản ứng khuếch đại ADN trung gian qua dạng vòng trong điều kiện đẳng nhiệt (LAMP) là một dạng biến đổi của PCR giúp khắc phục các nhược điểm của kỹ thuật này.
Trong đề tài nêu trên, nhóm tác giả đề xuất công nghệ phòng thí nghiệm trên chip (lab-on-a-chip) dựa trên công nghệ vi lưu để chế tạo ra những thiết bị xét nghiệm tại chỗ dựa trên phản ứng LAMP. Thiết bị chế tạo với giá thành thấp sẽ từng bước đem phòng xét nghiệm về nhà bệnh nhân.
Kết quả, đã phát triển thành công quy trình chế tạo khuôn mẫu cho hệ vi lưu bằng vật liệu rẻ tiền và kỹ thuật đơn giản. Quy trình này có khả năng tạo được thiết bị vi lưu với kích thước chi tiết nhỏ tới 150 μm và độ cao kênh dẫn đạt tới 1 mm. Đồng thời giúp quá trình chế tạo khuôn (thiết bị vi lưu) được đơn giản hóa tối đa và giảm thiểu đáng kể chi phí sản xuất, tránh việc đầu tư phòng thí nghiệm quang khắc hiện đại với các thiết bị đắt tiền.
Nhóm tác giả cũng phát triển và chế tạo thành công các thiết kế chip vi lưu đơn giản dùng cho phản ứng LAMP khuếch đại AND. Cụ thể là chip phản ứng với buồng đơn, đây là một thiết kế giúp chứng minh khả năng kết hợp các cấu trúc, phần tử vi lưu khác nhau như van, kênh trộn vào trong một con chip để thay thế cho các thao tác chuẩn bị mẫu trong phòng thí nghiệm. Kết quả giả lập cũng như thực nghiệm đều chứng minh tiềm năng ứng dụng của công nghệ vi lưu trong việc thực hiện phản ứng sinh học phân tử và đặc biệt là chẩn đoán bệnh. Chip phản ứng đa kênh với khả năng giảm thiểu thao tác sử dụng cho người dùng, gia tăng số lượng phản ứng trong một lần hoạt động, rất phù hợp cho việc chẩn đoán bệnh tại chỗ, ví dụ như chẩn đoán cùng lúc các bệnh khác nhau trên cùng một mẫu (chip vi lưu đa kênh cùng ngõ vào), hoặc xét nghiệm nhiều mẫu cùng lúc trên cùng một chip (chip phản ứng đa kênh riêng lẻ).
Bên cạnh đó, thiết bị gia nhiệt cũng được chế tạo và bổ trợ cho việc thực hiện phản ứng, với khả năng cung cấp nhiệt độ ổn định trong khoảng thời gian cần thiết. Thiết kế của bộ gia nhiệt cũng được tối ưu cho mục đích chẩn đoán nhanh với tính di động, nhỏ gọn, tương thích với cả nguồn pin lẫn điện lưới, phù hợp cho việc mang đi tới các vùng thực địa để thực hiện xét nghiệm.