MicroRNA (miRNA) đóng vai trò ngày càng quan trọng trong lĩnh vực y sinh, đặc biệt là trong chẩn đoán và tiên lượng bệnh. Với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ, các phương pháp phát hiện miRNA truyền thống đã dần bộc lộ những hạn chế, dẫn đến nhu cầu về các giải pháp phát hiện tiên tiến hơn.
Các phương pháp phát hiện miRNA ban đầu chủ yếu dựa vào các kỹ thuật như Northern blotting và phản ứng chuỗi polymerase phiên mã ngược thời gian thực (RT-PCR). Mặc dù những phương pháp này có thể cung cấp kết quả đáng tin cậy trong một số trường hợp, nhưng chúng cũng có nhiều nhược điểm.
“Các phương pháp truyền thống thường gặp phải những thách thức như chi phí xét nghiệm cao, hoạt động phức tạp và độ nhạy và độ đặc hiệu của xét nghiệm không đủ.”
Lấy ví dụ về Northern blotting. Phương pháp này đòi hỏi một lượng mẫu lớn và quá trình thử nghiệm rất phức tạp, tốn thời gian và khó có thể chính xác. Mặc dù RT-PCR có độ nhạy cao nhưng cũng đòi hỏi nhân sự có kinh nghiệm để thực hiện các thao tác chuẩn hóa, điều này không chỉ làm tăng chi phí thời gian mà còn đặt ra thách thức đối với khả năng tái tạo kết quả xét nghiệm.
Với nhu cầu ngày càng tăng về hiệu quả cao hơn, chi phí thấp hơn và độ nhạy cao hơn, các cảm biến sinh học miRNA đã ra đời. Những công nghệ mới này có thể cung cấp kết quả xét nghiệm chính xác trong thời gian ngắn hơn và với nhu cầu về nguồn lực ít hơn.
"Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các cảm biến sinh học có thể đạt được thời gian đọc ngắn hơn, độ nhạy và độ đặc hiệu phát hiện cao hơn và chi phí sản xuất thấp hơn."
Nguyên lý hoạt động của cảm biến sinh học là sử dụng các thành phần nhận dạng sinh học và bộ chuyển đổi cụ thể để tạo ra các tín hiệu có thể đo lường được. Ví dụ, các cảm biến sinh học điện hóa phát hiện sự hiện diện của miRNA bằng cách đo những thay đổi trong tính chất điện cực và có thể cung cấp dữ liệu phân tích ngay lập tức. Điều này làm cho các cảm biến sinh học điện hóa đặc biệt phù hợp với các lĩnh vực như chẩn đoán lâm sàng và giám sát môi trường.
Việc loại bỏ dần các phương pháp phát hiện miRNA truyền thống đã làm nảy sinh những con đường kỹ thuật mới. Các giải pháp trong tương lai bao gồm nhưng không giới hạn ở cảm biến sinh học, ứng dụng vật liệu nano và triển khai nhiều công nghệ phát hiện.
"Sự xuất hiện của các vật liệu nano như hạt nano vàng và graphene đã cải thiện đáng kể độ nhạy và độ đặc hiệu của việc phát hiện miRNA."
Nhờ công nghệ nano, các nhà nghiên cứu đã có thể tạo ra các cảm biến sinh học miRNA vượt trội có khả năng phát hiện nồng độ miRNA cực thấp với độ nhạy cao hơn. Ngoài ra, sự phát triển của công nghệ phát hiện đa kênh đã giúp phát hiện nhiều miRNA cùng lúc, điều này có ý nghĩa to lớn trong việc theo dõi bệnh tật và phát triển y học cá nhân hóa.
Phần kết luậnVới sự tiến bộ của khoa học công nghệ, công nghệ phát hiện miRNA đang phát triển theo hướng hiệu quả, thuận tiện và chính xác hơn. Mặc dù các phương pháp truyền thống vẫn có chỗ đứng, nhưng trước sự thay đổi không ngừng của khoa học và công nghệ, các phương pháp phát hiện miRNA trong tương lai sẽ chính xác hơn và ít tốn kém hơn. Cần phải suy ngẫm xem liệu sự tiến bộ này có thể làm thay đổi hoàn toàn hiểu biết và cách tiếp cận của chúng ta đối với việc điều trị bệnh hay không.