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

Cá đuối nước ngọt khổng lồ trên sông Mekong

Nhóm ngư dân và chuyên gia quốc tế đã tháo câu cho một con cá lớn và quý hiếm nhất Đông Nam Á. Sốc khi biết đây là loài cá đuối nước ngọt với kích thước khổng lồ, dài 4m trọng lượng 180kg.

Cá đuối
• 10:27 04/03/2024

Sứa ma khổng lồ - Loài sứa “kiêu kỳ” nhất ở đại dương

Đại dương rộng lớn là không gian bao la mà nhân loại chưa bao giờ ngừng tò mò và khám phá. Nhờ có quá trình này mà chúng ta ngày càng được chiêm ngưỡng phần nào chân dung của nhiều sinh vật biển.

Sứa ma
• 10:25 25/02/2024

Loài cá voi trắng siêu dễ thương và cực kỳ thông minh

Nếu chỉ biết đến cá voi trắng (hay còn gọi là cá voi Beluga) qua ngoại hình đáng yêu thì chắc hẳn bạn sẽ phải bất ngờ trước những điều thú vị ít ai biết của loài cá này.

Cá voi trắng
• 10:05 30/11/2023

Thủy sản Việt Nam tiếp tục nhận tín hiệu tốt từ Mỹ

Thủy sản Việt Nam trong đó có sản phẩm tôm tiếp tục nhận được tin khả quan khi xuất khẩu sang thị trường trường Mỹ.

Chế biến tôm
• 11:10 24/10/2023

Thay đổi mô hình nuôi tôm để đáp ứng với thời cuộc

Việc áp dụng các công nghệ hiện đại trong nuôi tôm thẻ chân trắng và tôm sú đang mang lại nhiều lợi ích. Những hệ thống tuần hoàn khép kín giúp kiểm soát môi trường nuôi tốt hơn, giảm thiểu ô nhiễm và rủi ro.

Ao tôm
• 05:57 15/07/2024

Dịch bệnh đe dọa, nhiều hộ nuôi ngậm ngùi bán "tôm non"

Năm 2024, đã đi được nửa chặng đường, tuy nhiên giá thủy sản vẫn cứ giậm chân tại chỗ, đặc biệt là đối với ngành nuôi tôm. Thêm vào đó, dịch bệnh trên tôm trực tiếp đe dọa, khiến nhiều hộ dân phải ngậm ngùi xuất bán tránh lỗ, mặc dù tôm vẫn trong giai đoạn lớn.

Tôm thẻ
• 05:57 15/07/2024

Khái niệm hệ đệm trong ao nuôi là gì?

Hệ đệm trong ao nuôi thủy sản là một khái niệm quan trọng giúp duy trì môi trường sống ổn định cho các loài thủy sản như cá, tôm và các loại động vật thủy sinh khác.

Ao tôm
• 05:57 15/07/2024

Phúc lợi động vật và vấn đề cắt mắt tôm trong sinh sản nhận tạo

Trong sản xuất giống, đặc biệt là nhóm giáp xác 10 chân, cắt cuống mắt là một phương pháp phổ biến. Kỹ thuật này bao gồm loại bỏ một hoặc hơn một cuống mắt của con vật bằng cách dập, cắt, đốt, hoặc thắt chặt bằng dây. Điều này sẽ kích thích đẻ trứng và rút ngắn thời gian thành thục sinh dục. Tuy nhiên, hiên nay vấn đề này được chú ý đến nhiều hơn khi trong ngành đề cập về phúc lợi động vật.

Mắt tôm thẻ chân trắng
• 05:57 15/07/2024

Thay đổi tư duy và quy trình nuôi để trụ vững và phát triển trong nuôi trồng thủy sản

Ngành này đang phải đối mặt với nhiều thách thức như biến đổi khí hậu, ô nhiễm môi trường, và sự bùng phát của các dịch bệnh. Để trụ vững và phát triển, người nuôi cần thay đổi tư duy và quy trình nuôi trồng thủy sản nhiều hơn để tiếp tục duy trì.

Tôm thẻ chân trắng
• 05:57 15/07/2024
Some text some message..