Singapore phát triển thiết bị phát hiện tảo gây hại trong 15 phút

Một nhóm các kỹ sư từ Đại học quốc gia Singapore (NUS) đã phát triển một hệ thống có độ nhạy cao, sử dụng điện thoại thông minh để phát hiện nhanh sự hiện diện của tảo tàn, tảo độc trong nước với thời gian kiểm tra chỉ 15 phút.

Tảo nở hoa
Tảo tàn, tảo độc có thể gây tử vong cho động vật thủy sản. Ảnh: U.S Geological Survey.

Đột phá công nghệ này có thể đóng một vai trò lớn trong việc ngăn chặn kịp thời tác hại của tảo độc, tảo tàn trong nuôi trồng thủy sản, cũng như giúp ngăn chặn sự lây lan của các vi sinh vật gây hại trong nước có thể đe dọa sức khỏe con người và gây ra các vấn đề môi trường.

Những thách thức hiện tại của việc giám sát tảo

Các phương pháp thông thường để phát hiện và phân tích tảo rất tốn thời gian, đòi hỏi thiết bị chuyên dụng và tốn kém.

Hiện tại, có thể mất một ngày hoặc hơn để thu thập các mẫu nước từ một địa điểm, mang chúng trở lại phòng thí nghiệm để thử nghiệm và phân tích kết quả. Khoảng thời gian này là quá dài để theo dõi kịp thời sự nở rộ của tảo dẫn đến việc quản lý nước bị chậm trễ và không hiệu quả.

Để giải quyết những thách thức hiện tại trong giám sát tảo trong nước, nhóm nghiên cứu đã mất một năm để phát triển thiết bị mới giúp theo dõi tảo một cách nhanh chóng và có độ tin cậy cao.

Công nghệ “lab-on-a-chip” mới: Rẻ hơn, nhỏ hơn và có độ nhạy cao


Công nghệ phát hiện tảo mới của Singapore.

Phát minh mới của NUS bao gồm ba phần: chip microfluidics, điện thoại thông minh và nền tảng in 3D có thể tùy chỉnh gồm đen LED và nguồn điện cầm tay.

Chip microfluidics được phủ titan oxit phthalocyanine, một loại vật liệu dựa trên polymer quang dẫn. Lớp quang dẫn đóng vai trò quan trọng là dẫn các giọt nước di chuyển dọc theo con chip trong quá trình phân tích.

Con chip sau đó được đặt trên màn hình của điện thoại thông minh, chiếu một mô hình các vùng sáng và tối lên chip. Khi các giọt nước của mẫu nước đọng lại trên bề mặt chip, chênh lệch giảm điện áp được tạo ra bởi các vùng sáng và tối được chiếu sáng trên lớp quang dẫn, điều chỉnh sức căng bề mặt của các giọt nước. Điều này làm cho các giọt nước di chuyển về phía các khu vực tối. Đồng thời, chuyển động này tạo ra các giọt nước để trộn với hóa chất nhuộm các tế bào tảo có trong mẫu nước. Hỗn hợp bị ánh sáng tác động sẽ di chuyển về phía camera của smartphone.

Tiếp theo, đèn LED và bộ lọc màu xanh lá cây gần camera tạo điều kiện cho máy ảnh chụp ảnh huỳnh quang của các tế bào tảo đã nhuộm màu. Các hình ảnh được gửi đến một ứng dụng trên điện thoại để đếm số lượng tế bào tảo có trong mẫu. Toàn bộ quá trình phân tích này được hoàn thành trong vòng 15 phút.

Thiết bị mới chỉ có giá dưới 300 SGD (220 USD) và nặng dưới 600 gram. Bộ thử nghiệm cũng có độ nhạy cao, do đó chỉ cần một lượng nhỏ mẫu nước để tạo ra kết quả đáng tin cậy.

Độ chính xác 90%

Nhóm nghiên cứu NUS đã thử nghiệm hệ thống của họ bằng cách sử dụng các mẫu nước được thu thập từ biển và hồ chứa. Các mẫu nước chứa lượng bốn loại tảo sản sinh độc tố khác nhau, trong đó có hai loại tảo nước ngọt là C. reinhardtii M. aeruginosa, hai loại tảo biển là Amphiprora spC. closterium. Các thí nghiệm sử dụng thiết bị mới và máy đo hemocytometer - một kỹ thuật đếm tế bào tiêu chuẩn thường được sử dụng để theo dõi chất lượng nước để tiến hành để kiểm tra sự hiện diện của tảo.

Kết quả là thiết bị mới có thể phát hiện bốn loại tảo với độ chính xác 90%, tương đương với kết quả được tạo ra bởi hemocytometer.

Công nghệ “lab-on-a-chip” có tính di động cao, dễ sử dụng, tiết kiệm về chi phí vì chip microfluidics có thể rửa và tái sử dụng. Thiết bị này sẽ giúp kiểm tra chất lượng nước nhanh chóng, hiệu quả, đặc biệt hữu ích cho những người nuôi trồng thủy sản cần theo dõi thường xuyên chất lượng tảo trong ao nuôi.

Theo Aquahoy

Đăng ngày 13/11/2019
Thảo Nguyễn
Thế giới

Những điểm mạnh từ sự phát triển ngành thủy sản Australia mà Việt Nam có thể học hỏi

Ngành thủy sản Australia không chỉ nổi tiếng với những sản phẩm chất lượng cao mà còn được xem là hình mẫu về phát triển bền vững.

Thủy sản
• 10:20 22/11/2024

Xu hướng tôm sinh thái: Tiềm năng mở rộng thị trường châu Âu và Mỹ

Trong bối cảnh người tiêu dùng tại Châu Âu và Mỹ ngày càng quan tâm đến sức khỏe và môi trường, tôm sinh thái nổi lên như một lựa chọn bền vững trong ngành thủy sản. Sản phẩm này không chỉ đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về môi trường, mà còn mang đến lợi ích rõ rệt cho sức khỏe.

Tôm sú
• 10:52 07/11/2024

Thị trường cá rô phi biến động, tác động gì đến cá tra Việt Nam

Cá rô phi và cá tra là hai loài cá thịt trắng phổ biến trên thế giới nhờ giá thành hợp lý, thịt thơm ngon và giàu dinh dưỡng. Tuy nhiên, hiện nay, thị trường cá rô phi đang trải qua nhiều biến động về nguồn cung, sức tiêu thụ và giá cả, đặc biệt tại thị trường lớn như Hoa Kỳ.

Cá rô phi
• 10:21 06/11/2024

Ngành nuôi tôm ở Thái Lan 2024: Thành công và thách thức đáng chú ý

Năm 2024 đánh dấu một bước ngoặt quan trọng cho ngành nuôi tôm ở Thái Lan, khi quốc gia này liên tục ghi nhận những thành tựu về sản lượng và chất lượng tôm, đồng thời đối mặt với nhiều thách thức từ biến đổi khí hậu và dịch bệnh.

Ao tôm
• 11:08 21/10/2024

Chính thức mở bán: "Thực hành Chẩn đoán bệnh trên động vật thủy sản"

Ngành nuôi trồng thủy sản Việt Nam đang cần giải pháp thực tế để vượt qua thách thức cần đối mặt để đạt được sản lượng, chất lượng đáp ứng nhu cầu thị trường lúc này.

Sách Thực hành chẩn đoán bệnh trên động vật thủy sản
• 05:58 26/11/2024

Hạn chế sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản

Hạn chế sử dụng kháng sinh trong nuôi trồng thủy sản là một vấn đề quan trọng nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng và bảo vệ môi trường.

Kháng sinh
• 05:58 26/11/2024

Nâng cao hiệu quả trong khai thác thủy sản

Để nâng cao hiệu quả khai thác thủy sản, cần áp dụng các giải pháp đồng bộ từ việc áp dụng công nghệ tiên tiến đến việc cải thiện quản lý nguồn lợi thủy sản và bảo vệ môi trường.

Thu hoạch thủy sản
• 05:58 26/11/2024

Tạo rào cản cho vi khuẩn hạn chế xâm nhập vào tôm

Một trong những thách thức lớn nhất mà người nuôi phải đối mặt là các bệnh do vi khuẩn gây ra, gây ảnh hưởng đến sức khỏe và năng suất của tôm.

Tôm thẻ
• 05:58 26/11/2024

Xuất khẩu một tháng trở lại tỷ đô sau 27 tháng

Tháng 10/2024, xuất khẩu thủy sản 1,1 tỷ USD, tăng gần 31% so với cùng kỳ năm ngoái và đây là lần đầu tiên sau 27 tháng kể từ tháng 6/2022 đã trở lại mức tỷ đô một tháng. Lũy kế 10 tháng đầu năm 2024 đạt 8,33 tỷ USD, tăng 12% so với cùng kỳ năm ngoái với các mặt hàng chủ lực và các thị trường chính đều tăng.

Tôm thẻ
• 05:58 26/11/2024
Some text some message..