Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Việt Nam
Thứ hai, 20/08/2007 15:08 (GMT+7)

Dùng nấm để sản xuất . . .cảm biến sinh học

Một điều đặc biệt là “trái tim” của con chip là một tế bào nấm có tên khoa học Physarum polycephalum (một đại diện của nấm nhầy, thường xuất hiện trên lá mục, gỗ mục và trên đất ẩm). Đây là một loại sinh vật đơn bào, màu vàng chuyển động trên giá thể rắn theo dạng chuyển động amip, và nhiều khi dinh dưỡng theo kiểu động vật (có thể thu nhận các mảnh thức ăn nhỏ như vi trùng, vi khuẩn). Con chip sinh học này được nối với một máy tính thông qua giao diện USB thông thường.

Bên trong con chip, tế bào nấm được bao quanh bởi một số điện cực có nhiệm vụ giám sát tính dẫn tại các điểm khác nhau nhằm phát hiện sự chuyển động của các lưu chất bên trong tế bào. Điều này đem lại một phương pháp thử nghiệm mới đối với loài sinh vật sống này như một công cụ cảm biến và tính toán. Hiện tại, tế bào nấm này sống được bên trong con chip khoảng 1 tuần mặc dù các nhà nghiên cứu hi vọng rằng họ sẽ có thể kéo dài hơn nữa tuổi thọ của nó.

Mặc dù nấm nhầy là nguyên sinh vật (thiếu hệ thống thần kinh trung tâm), nhưng đây lại là đối tượng nghiên cứu thú vị đối với các nhà nghiên cứu vì nó có thể đáp ứng một cách bản năng với các chất xúc tác. Chẳng hạn, tế bào nấm nhầy sẽ bò dần về phía thức ăn và hơi ẩm, nhưng lại né tránh ánh sáng và chất độc. Loại sinh vật này phản ứng thông qua dao động của lưu chất bên trong các vách nguyên sinh trong tế bào.

Nấm nhầy có thể lưu trữ được

Giá trị đọc từ các điện cực được đưa tới một con chip điện tử riêng biệt, con chip này có thể nối với một máy tính thông thường. Hơn nữa, vì nấm nhầy có thể sống sót hàng tháng ở trạng thái bất động, nên các nhà khoa học tin rằng thiết bị này có thể được đóng gói, bảo quản và vận chuyển trong chân không và sau đó được kích hoạt lại bằng hơi ẩm và chất dinh dưỡng.

Một số ống dẫn tới các kênh lưu chất siêu nhỏ, các kênh này được nối với khoang mà tế bào nấm sống trong đó. Nước và thức ăn có thể được truyền vào qua những ống này để suy trì sự sống cho nấm.

Nhóm nghiên cứu đã thử đưa những loại hoá chất khác nhau qua đường ống và đo giá trị của các điện cực để phân tích phản ứng của cơ thể sống này. Nhờ chip sinh học này, họ chỉ mất vài giây để nhận biết sự tồn tại của các chất hữu cơ ở dạng lỏng.

Giáo sư Zauner khẳng định họ muốn muốn thử nghiệm con chip này như một thiết bị cảm biến. Ông cho biết: “Việc khai thác các cơ thể sinh học như vậy thật hấp dẫn bởi vì chúng rất phù hợp cho nhiệm vụ này và có thể duy trì tất cả những hoá chất và phản ứng cần thiết.”

Con chip sinh học này là một phần của một nỗ lực nghiên cứu lớn hơn nhằm khai thác cách sử dụng các sinh vật sống để phát hiện, điều khiển và tính toán, ngoài ra nó còn được đánh giá là một việc tuyệt vời khi tích hợp các thiết bị điện tử thông thường với các chất nền có nguồn gốc từ các sinh vật biến hình. Trước đây, khi hợp tác với các nhà nghiên cứu tại Đại học Kobe (Nhật Bản) nhóm nghiên cứu của giáo sư Zauner đã chế tạo thành công một robot cỡ nhỏ, có 6 chân mà chuyển động của nó được điều khiển bằng phản ứng của nấm nhầy với ánh sáng. Họ cũng đã chứng minh được rằng có thể sử dụng nấm nhầy để thực hiện các tính toán đơn giản. Họ đã tạo ra các cổng logic Boole - như trong các máy tính thông thường - bằng cách kích thích để tế bào nấm này bò qua một dãy các ống được cấu hình một cách phức tạp.

Loại cổng logic khác thường

Các cổng được bố trí sao cho tế bào nấm trườn vào qua một hay cả hai ống và sau đó đi ra hoặc không đi ra từ một đầu ống. Ví dụ, trong một cổng “AND”, tế bào nấm chỉ ra khỏi ống đầu ra khi nó được đưa vào qua cả hai ống đầu vào. Theo các nhà nghiên cứu, có thể kết nối nhiều ống như vậy để thực hiện những phép tính phức tạp hơn, mặc dù tốc độ vẫn còn khá chậm vì tốc độ di chuyển tối đa của một tế bào nấm nhầy chỉ là 1cm/giờ!

Một ưu điểm đáng chú ý nhất là các cổng logic hoạt động dựa trên phản ứng của nấm nhầy có khả năng tự sửa chữa. Do đó, có lẽ trong một số tình huống nhất định, các cổng logic sinh học sẽ được sử dụng một giải pháp linh hoạt hơn, thay cho các cổng logic điện tử.

GS. Zauner đề xuất rằng loại nấm nhầy biến đổi gen sẽ nâng cao hơn nữa khả năng này. Ông chỉ ra rằng cho đến nay vi khuẩn biến đổi gen cũng đã được sử dụng trong một loạt các cảm biến thân thiện với môi trường. Những cảm biến này phản ứng với các dung dịch hoá chất đặc biệt nhờ kích hoạt các enzim phát quang sinh học.

Nhận định về triển vọng của công nghệ mới này, GS. cho biết: "Các hệ thống lai hoạt động trên cơ chế sinh học có sức hút mạnh mẽ và tôi nghĩ rằng nó sẽ là công nghệ của ương lai. Đó chính là sự kết hợp hoàn hảo giữa những vật chất sống và không sống”.

Nguồn: Tự động hóa ngày nay, số 7, 2007, tr 39

Xem Thêm

Thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý năng lượng - Giải pháp then chốt giảm phát thải nhà kính
Ngày 17/12, tại phường Bà Rịa, thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM), Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Sở Công Thương TP.HCM, Trung tâm Chứng nhận Chất lượng và Phát triển Doanh nghiệp và Công ty Cổ phần Tập đoàn Vira tổ chức Hội thảo khoa học “Giải pháp thúc đẩy ứng dụng AI trong quản lý, sử dụng năng lượng hiệu quả nhằm giảm phát thải khí nhà kính”.
Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách
Trong hai ngày 12-13/11, tại tỉnh Cao Bằng, Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PanNature) và Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cao Bằng tổ chức Chương trình chia sẻ “Thúc đẩy vai trò của Liên hiệp các Hội KH&KT địa phương trong bảo tồn đa dạng sinh học và thực thi chính sách”.
Thúc đẩy ứng dụng thực tiễn của vật liệu tiên tiến trong sản xuất năng lượng sạch
Ngày 24/10, tại Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp với Hội Khoa học Công nghệ Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam (VNACA) tổ chức Hội thảo khoa học “Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong sản xuất nhiên liệu tái tạo và giảm phát thải khí nhà kính”.
Dựa vào thiên nhiên để phát triển bền vững vùng núi phía Bắc
Đó là chủ đề của hội thảo "Đa dạng sinh học và giải pháp dựa vào thiên nhiên cho phát triển vùng núi phía Bắc" diễn ra trong ngày 21/10, tại Thái Nguyên do Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (Vusta) phối hợp với Trung tâm Con người và Thiên nhiên (PANNATURE) phối hợp tổ chức.
Muốn công tác quy hoạch hiệu quả, công nghệ phải là cốt lõi
Phát triển đô thị là một quá trình, đô thị hoá là tất yếu khách quan, là một động lực quan trọng cho phát triển kinh tế - xã hội nhanh và bền vững. Trong kỷ nguyên vươn mình, quá trình đô thị hoá không thể tách rời quá trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước...
Hội thảo quốc tế về máy móc, năng lượng và số hóa lần đầu tiên được tổ chức tại Vĩnh Long
Ngày 20/9, tại Vĩnh Long đã diễn ra Hội thảo quốc tế về Máy móc, năng lượng và số hóa hướng đến phát triển bền vững (IMEDS 2025). Sự kiện do Hội Nghiên cứu Biên tập Công trình Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VASE) - hội thành viên của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) phối hợp cùng Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long (VLUTE) tổ chức.
Ứng dụng công nghệ số toàn diện là nhiệm vụ trọng tâm của VUSTA giai đoạn tới
Ứng dụng công nghệ số toàn diện, xây dựng hệ sinh thái số là bước đi cấp thiết nhằm nâng cao hiệu quả quản trị và phát huy sức mạnh đội ngũ trí thức của Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA). Qua đó cho thấy, VUSTA không chỉ bắt kịp xu thế công nghệ mà còn chủ động kiến tạo những giá trị mới, khẳng định vai trò tiên phong của đội ngũ trí thức trong thời đại số.

Tin mới

Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng nhận danh hiệu Giáo sư danh dự Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga
Sáng 30/4/2026, tại Trường Đại học Năng lượng Moskva, Liên bang Nga (MPEI), TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã vinh dự đón nhận danh hiệu Giáo sư danh dự của MPEI. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng là công dân đầu tiên của Việt Nam được trao tặng danh hiệu Giáo sư tại MPEI, đứng trong bảng danh dự cùng với các nhà khoa học nổi tiếng trên thế giới.
51 năm thống nhất đất nước: Khơi thông nguồn lực tri thức trong kỷ nguyên mới
Thông tấn xã Việt Nam giới thiệu bài phỏng vấn với Phó Giáo sư, Tiến sĩ Phạm Ngọc Linh, Phó Chủ tịch Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) về vai trò của lực lượng trí thức và những giải pháp đột phá để hiện thực hóa khát vọng hùng cường vào năm 2030 và 2045.
Phát huy vai trò nòng cốt của trí thức KH&CN tỉnh Cà Mau
Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026 - 2031 tổ chức thành công thực sự đã mở ra một không gian mới để hội tụ sức mạnh, tâm huyết và trí tuệ của đội ngũ trí thức tỉnh nhà, định hình con đường kiến tạo và phát triển trong kỷ nguyên mới của đất nước.
Công bố Quyết định bổ nhiệm Giám đốc, Tổng biên tập Nhà xuất bản Tri thức
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (VUSTA) tổ chức Hội nghị Công bố quyết định về công tác cán bộ. Tại hội nghị, TSKH. Phan Xuân Dũng, Chủ tịch VUSTA đã trao Quyết định bổ nhiệm bà Bùi Thị Thu Hằng, Phó Giám đốc phụ trách, Phó Tổng biên tập NXB Tri thức giữ chức vụ Giám đốc, Tổng biên tập NXB Tri thức.
Đảng bộ Liên hiệp Hội Việt Nam tổ chức Hội nghị Ban Thường vụ - Ban Chấp hành tháng 4/2026
Ngày 28/4, tại Hà Nội, Đảng bộ Liên hiệp các Hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (LHHVN) tổ chức Hội nghị Ban Thường vụ - Ban Chấp hành nhằm đánh giá kết quả công tác, đồng thời triển khai các nhiệm vụ trọng tâm, tạo chuyển biến mạnh mẽ trong công tác xây dựng Đảng và chuẩn bị cho Đại hội LHHVN nhiệm kỳ mới.
Nâng tầm sức mạnh văn hóa vùng Đất Tổ - Động lực quan trọng cho phát triển bền vững
Phát triển văn hóa và con người là nền tảng tinh thần, nguồn lực nội sinh, động lực cho phát triển nhanh bền vững. Quan điểm đó tiếp tục được khẳng định mạnh mẽ trong Nghị quyết số 80-NQ/TW của Bộ Chính trị. Nghị quyết nhấn mạnh văn hóa phải thấm sâu vào đời sống xã hội, gắn kết hài hòa với chính trị, kinh tế, môi trường, quốc phòng, an ninh, đối ngoại; thực sự trở thành sức mạnh mềm của quốc gia.
Chủ tịch Phan Xuân Dũng dự Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I
Ngày 23/4, Đại hội đại biểu Liên hiệp các Hội KH&KT tỉnh Cà Mau lần thứ I, nhiệm kỳ 2026-2031 đã thành công tốt đẹp. Chủ tịch VUSTA Phan Xuân Dũng chúc mừng, đánh giá cao những nỗ lực rất lớn của Liên hiệp Hội tỉnh, đồng thời nhấn mạnh yêu cầu đẩy mạnh TVPB, ĐMST&CĐS, lan tỏa tri thức KH&CN, phục vụ trực tiếp đời sống người dân địa phương.