Khi nông dân tìm thấy những cây bị bệnh trong vụ mùa của họ, điều quan trọng là họ phải tìm ra mầm bệnh nào gây ra nó càng nhanh càng tốt. Công nghệ microneedle (các mũi kim siêu nhỏ) có thể hỗ trợ, mở đường cho thiết bị cầm tay mới nhằm mục đích xác định bệnh cho cây trong vòng vài phút.

Trong trường hợp không rõ ràng bệnh nào đang gây bệnh cho cây, các mẫu được lấy từ cây đó thường được phân tích để xem ADN của sinh vật gây bệnh nào có mặt. Tuy nhiên, trước khi xác định được ADN đó, trước tiên, nó phải được phân lập từ vật liệu mẫu, thông thường thông qua quy trình gồm nhiều bước được gọi là chiết xuất CTAB (cetyltrimethylammonium bromide). Được thực hiện trong phòng thí nghiệm, điều này bao gồm nghiền mô thực vật, thêm dung môi hữu cơ và đặt hỗn hợp vào máy ly tâm, cũng mất 3-4h để thực hiện.

Trong nỗ lực phát triển giải pháp thay thế nhanh, dễ dàng hơn, các nhà khoa học tại Đại học bang North Carolina-Hoa Kỳ đã tạo ra một miếng dán có kích cỡ tem được làm từ một loại polymer rẻ tiền, bao phủ ở một bên bằng hàng trăm mũi vi kim. Mỗi vi kim trên miếng dán có chiều dài khoảng 0,8 mm, miếng dán khi gắn trên bề mặt sẽ giữ cho các mũi kim đâm xuyên qua thân cây. Sau vài giây là có thể gỡ miếng dán ra và rửa sạch bằng dung dịch đệm. Thao tác này sẽ làm rửa trôi vật liệu di truyền có chứa ADN được thu thập từ thân cây bằng kim. Cuối cùng, ngâm kim cùng với bộ đệm được đặt trong một thùng chứa vô trùng.

Toàn bộ quy trình diễn ra chỉ khoảng 1 phút, sau đó, ADN được chiết ra hiện vẫn phải được xác định trong phòng thí nghiệm. Và một lượng nhỏ tạp chất sẽ xuất hiện trong chất đệm nhưng chúng không ra gây vấn đề gì khi công nghệ đã được sử dụng thành công để tách chiết và xác định được ADN của các sinh vật gây bệnh ở cây cà chua.

Đồng tác giả Qingshan Wei, cho biết: “Trích xuất ADN là một rào cản đáng kể đối với việc phát triển một công cụ xét nghiệm tại chỗ. Hiện tại chúng tôi đang hướng tới mục tiêu tạo ra một thiết bị tích hợp gọn nhẹ tại chỗ và chi phí thấp có thể thực hiện từng bước trong quy trình, từ lấy mẫu cho đến xác định mầm bệnh và báo cáo kết quả phân tích”.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí ACS Nano!

Đ.T.V (NASATI), theo https://newatlas.com/plant-dna-microneedles/60053/, 12/6/2019