Ứng dụng công nghệ vi lưu kiểm soát an toàn thực phẩm và chất lượng môi trường

Hỏi: Công nghệ vi lưu (Microfluidic) là một lĩnh vực mới của khoa học và kỹ thuật được nhắc đến nhiều trong thời gian gần đây. Vậy công nghệ vi lưu là gì và đang được ứng dụng hiệu quả trong lĩnh vực nào?

Đáp: Công nghệ vi lưu là công nghệ thao tác với các chất lỏng được chứa trong các kênh dẫn rất nhỏ cỡ micromet đang được các nhà khoa học quan tâm, chú trọng gần đây; vì những đặc điểm tối ưu vượt trội như khả năng tạo ra các thiết bị có kích thước nhỏ gọn, yêu cầu thể tích dung dịch nhỏ, giảm thiểu lượng hóa chất cần sử dụng, có khả năng tự động hóa cho ra kết quả phản ứng nhanh và có độ chính xác cao, giá cả hợp lý. Công nghệ vi lưu đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nghiên cứu sinh học phân tử, theo dõi hóa học, lĩnh vực y sinh trong phát hiện bệnh, kiểm soát an toàn thực phẩm và chất lượng môi trường.

Hỏi: Ứng dụng công nghệ vi lưu trong nghiên cứu phát triển công nghệ cao chế tạo thiết bị phân tích nhanh có tính năng vượt trội như thế nào so với các phương pháp kiểm soát an toàn thực phẩm và chất lượng môi trường truyền thống?

Đáp: Chúng ta thấy rằng quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa mạnh mẽ đã kéo theo tình trạng ô nhiễm môi trường đất, nước, không khí nặng nề, nghiêm trọng, nhất là chất thải công nghiệp. Các chất gây ô nhiễm môi trường có ảnh hưởng lớn đến sức khoẻ con người và sinh vật được đặc biệt quan tâm là các kim loại nặng, hóa chất bảo vệ thực vật, các chất hữu cơ bền, các chất gây rối loạn nội tiết. Việc giám sát chất lượng môi trường chung quanh các khu công nghiệp, khu chế xuất, làng nghề vẫn là bài toán khó đối với một quốc gia đang phát triển như Việt Nam.

Vấn đề an toàn thực phẩm cũng đang đối mặt nhiều nguy cơ báo động. Thông tin từ Bộ Y tế cho biết, năm 2024, toàn quốc ghi nhận 131 vụ ngộ độc thực phẩm làm 4.796 người mắc và 21 trường hợp tử vong. Tình trạng thực phẩm bẩn, thực phẩm bị nhiễm các chất độc hại do sản xuất, chế biến, quản lý, bảo quản và sử dụng rất đáng lo ngại. Ở khía cạnh thương mại, Việt Nam là một quốc gia có thế mạnh xuất khẩu các nông, lâm, thủy hải sản. Tuy nhiên, để nhóm sản phẩm này đến được với các thị trường tiềm năng nhưng yêu cầu rất cao như Mỹ, EU, Nhật Bản…, Việt Nam cần khẳng định được chất lượng của sản phẩm với tiêu chí hàng đầu là sự an toàn. Dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật trong nông sản, kháng sinh trong hải sản hay những độc tố kim loại nặng, chất ô nhiễm hữu cơ, các chỉ tiêu vi sinh cần được kiểm soát chặt chẽ trong từng khâu sản xuất. Điều này trở nên vô cùng quan trọng trước những vụ việc nông sản, thủy sản của Việt Nam bị trả về do không vượt qua được các rào cản chất lượng.

Câu hỏi bức thiết là làm thế nào để phát hiện sớm các chất gây ô nhiễm, nguồn gây ô nhiễm môi trường cũng như xác định được nhanh, chính xác lượng thực phẩm bẩn, các độc tố trong thực phẩm? Khảo sát của nhiều chuyên gia cho thấy, các phương pháp phân tích sử dụng ở Việt Nam hiện nay đều có chi phí cao và vận hành phức tạp. Vì vậy, việc nghiên cứu phát triển công nghệ cao chế tạo thiết bị phân tích nhanh, dễ sử dụng, chi phí thấp là rất cần thiết giúp kiểm soát tốt an toàn thực phẩm và chất lượng môi trường.

Một trong những dự án hợp tác quốc tế sử dụng công nghệ vi lưu đang được quan tâm là dự án “Phát triển công nghệ chế tạo thiết bị phân tích nhanh, dễ sử dụng và tăng cường nguồn nhân lực phục vụ kiểm soát an toàn thực phẩm và chất lượng môi trường”. Dự án do Đại học Quốc gia Hà Nội làm cơ quan chủ quản, với sự tài trợ của Chính phủ Nhật Bản thông qua Chương trình hợp tác Khoa học và Công nghệ cho phát triển bền vững (SATREPS). Đây là một dự án hữu dụng cung cấp giải pháp hoàn chỉnh, bao gồm cả nguồn nhân lực, thiết bị và phương pháp, nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến chất lượng sản phẩm, môi trường, góp phần thúc đẩy sự phát triển bền vững nền kinh tế, đẩy mạnh xuất khẩu và bảo vệ môi trường.

Giáo sư Nguyễn Văn Nội, Phòng thí nghiệm trọng điểm Vật liệu tiên tiến ứng dụng trong phát triển xanh, Trường đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội, Quản lý dự án cho biết: “Việc áp dụng công nghệ vi lưu cho phép phân tích lượng vết các độc tố trong thực phẩm và chất ô nhiễm trong môi trường như kim loại nặng hay dư lượng hóa chất bảo vệ thực vật, với độ chính xác tương đương các thiết bị truyền thống trong phòng thí nghiệm nhưng giảm đáng kể thời gian phân tích (từ tính bằng ngày/giờ xuống còn phút/giây); giảm lượng dung môi hóa chất sử dụng với độ nhạy cao cũng như không cần yêu cầu người phân tích phải có trình độ chuyên môn quá cao. Thiết bị này sẽ đáp ứng yêu cầu của cả người sử dụng và các nhà quản lý, giám sát theo quy định”.