Cảm biến sinh học phát hiện kháng sinh ampicillin trong thực phẩm cực nhạy

Ampicillin là một loại thuốc kháng sinh phổ biến, nhưng việc lạm dụng nó có thể dẫn đến sự xuất hiện của vi khuẩn kháng thuốc, một mối đe dọa nghiêm trọng đối với sức khỏe cộng đồng. 

Trước thực tế đó, các nhà khoa học từ Trung tâm Nghiên cứu Sức khỏe Thông minh VinUni-Illinois (Đại học VinUni) phối hợp với Trường Cơ khí (Đại học Bách khoa Hà Nội) đã phát triển thành công một loại cảm biến sinh học đáng tin cậy và dễ sử dụng. Thành quả này được công bố trên tạp chí Scientific Reports vào tháng 5/2024.

Công nghệ đột phá

Cảm biến này sử dụng vật liệu ZnS pha tạp Mn phủ Chitosan, một chất có đặc tính phát quang đặc biệt. Khi tiếp xúc với enzyme β-lactamase, cảm biến sẽ phát ra tín hiệu huỳnh quang mạnh, đo được ở bước sóng 510 nm và 614 nm. Enzyme β-lactamase có khả năng phản ứng đặc hiệu với kháng sinh ampicillin, do đó cảm biến có thể phát hiện chính xác và nhạy bén ampicillin với độ nhạy cao từ 13.1 đến 72.2 pM. Điều này giúp cảm biến phân biệt được ampicillin với các chất tương tự như penicillin, tetracycline và glucose.

Khả năng ứng dụng đa dạng

Với khả năng phát hiện chính xác lượng nhỏ ampicillin, công nghệ cảm biến mới này hứa hẹn mang lại tác động lớn đến nhiều lĩnh vực, bao gồm chăm sóc sức khỏe, giám sát môi trường và an toàn thực phẩm.

Trong lĩnh vực y tế, việc biết được hàm lượng thuốc kháng sinh trong cơ thể bệnh nhân có thể giúp bác sĩ phát hiện các vấn đề như kháng kháng sinh hoặc sử dụng kháng sinh quá liều. Đồng thời, nó cũng giúp theo dõi tình trạng tuân thủ đơn thuốc của bệnh nhân, đảm bảo hiệu quả điều trị.

Việc xét nghiệm kháng sinh trong môi trường cũng là điều cần thiết, bởi kháng sinh có thể xâm nhập vào môi trường thông qua các con đường như thải bỏ thuốc không đúng cách hoặc dòng chảy nông nghiệp. Công nghệ cảm biến này có thể giúp giám sát và ngăn chặn sự lây lan của kháng sinh trong môi trường, từ đó bảo vệ hệ sinh thái.

Trong ngành thực phẩm, cảm biến giúp kiểm tra tồn dư kháng sinh trong các mẫu thịt, cá, rau củ, đảm bảo an toàn sức khỏe cho người tiêu dùng. Công nghệ này giúp các nhà sản xuất và cơ quan chức năng kiểm soát chất lượng thực phẩm hiệu quả hơn.

TS. Trần Thị Mai – Trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: Cảm biến (ZnS)Chitosan đã cho kết quả đầy hứa hẹn khi thử nghiệm trên nước máy, nước đóng chai và sữa hữu cơ không đường. Đặc biệt, cảm biến duy trì được hiệu suất ổn định sau hơn một tháng thử nghiệm, chứng tỏ tiềm năng ứng dụng rộng rãi và lâu dài trong thực tế.

Phát hiện mới từ VinUni và Đại học Bách khoa Hà Nội không chỉ mở ra cơ hội lớn trong việc giám sát và quản lý kháng sinh, mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.