Thẻ tơ tằm huỳnh quang giúp phát hiện thuốc giả bằng điện thoại thông minh

Sự bùng nổ của các hiệu thuốc trực tuyến và những vấn đề về chuỗi cung ứng khiến những kẻ làm hàng lậu dễ dàng kiếm lợi từ các loại thuốc giả hoặc bị pha tạp chất.

Giải quyết vấn đề này, trong một bài báo trên tạp chí ACS Central Science, nhóm nhà khoa học Hàn Quốc đã tạo ra các thẻ ăn được bằng protein tơ tằm huỳnh quang, đặt trực tiếp trên viên thuốc hoặc trong thuốc dạng lỏng. Sử dụng ứng dụng trên điện thoại thông minh có thể đọc các mã trong thẻ, xác minh chính xác nguồn gốc và chất lượng của những dược phẩm này.

Các hiệu thuốc trực tuyến có nhiều thành công trong những năm gần đây, cung cấp các loại thuốc trực tiếp đến người tiêu dùng. Một số các doanh nghiệp này hợp pháp, nhưng một số khác hoạt động bất hợp pháp, cung cấp thuốc giả không đạt tiêu chuẩn, không đúng nhãn mác theo loại thuốc hoặc có trong thuôc các thành phần không mong muốn.

Những vấn đề về chuỗi cung ứng toàn cầu khiến thuốc giả dễ dàng xâm nhập thị trường. Để tạo niềm tin cho người tiêu dùng, các công ty dược phẩm dán nhãn bao bì bên ngoài sản phẩm bằng mã vạch, mã QR, ảnh ba chiều và nhận dạng tần số vô tuyến, cho phép các nhà phân phối và nhà bán lẻ quản lý sản phẩm trong toàn bộ chuỗi cung ứng. Nhưng không có mã tương tự cho phép người tiêu dùng xác minh nguồn gốc của từng viên thuốc hoặc liều chất lỏng thuốc bên trong vỏ đựng.

Các nhà khoa học đã phát triển vật liệu tổng hợp huỳnh quang, như sợi và hạt nano làm mã theo dõi, nhưng không thể đảm bảo các chất này an toàn khi sử dụng.

Nhóm nghiên cứu do GS Seong-Wan Kim thuộc Đại học Utah, TS Kee Young Kim dẫn đầu đã nghiên cứu sử dụng sợi tơ tằm, một vật liệu có thể ăn được và được công nhận an toàn, đặt trực tiếp vào thuốc và phát huỳnh quang, giúp người tiêu dùng xác định sản phẩm là hàng thật.

Tằm biến đổi gene tạo ra sợi tơ tằm có thể phát quang, các protein từ sợi tơ tằm được sử dụng trong mã để xác minh tính xác thực của thuốc. Ảnh: ACS Central Science 2022

Các nhà nghiên cứu đã biến đổi gene tằm để sản xuất các sợi tơ bền chắc, gắn protein huỳnh quang màu lục lam, xanh lục hoặc đỏ. Nhóm nghiên cứu hòa tan tơ tằm huỳnh quang để tạo ra các dung dịch polymer huỳnh quang, bôi lên màng lụa trắng mỏng, rộng 9 mm trong một lưới 7 x 7 ô. Chiếu ánh sáng xanh lam tím, xanh lam và xanh lục lên lưới sẽ thấy các mẫu hình vuông 3D nổi màu lục lam, xanh lục và đỏ tương ứng.

Sử dụng bộ lọc quang học qua camera của điện thoại, một ứng dụng mà nhóm nghiên cứu thiết kế, có thể quét mẫu huỳnh quang, giải mã số hóa bằng thuật toán Học sâu và tương tác với một trang web, do nhóm nghiên cứu xây dựng, lưu trữ thông tin về nguồn gốc và tính xác thực của thuốc.

Do một số loại thuốc dạng lỏng có thành phần là cồn, nhóm nghiên cứu đặt một màng lụa được mã hóa vào một chai rượu whisky Scotch trong suốt và nhận thấy ứng dụng vẫn có thể đọc được mã huỳnh quang.

Nhóm nghiên cứu cho biết, các protein tơ tằm huỳnh quang bị phân hủy bởi các enzyme tiêu hóa, những mã tơ này không chỉ ăn được mà còn được cơ thể tiêu hóa. Việc đặt những mẩu mã này vào viên thuốc hoặc ở liều lượng lỏng sẽ cho phép người dùng xác định đúng chủng loại thuốc, loại bỏ các loại thuốc không đủ chất lượng, thuốc giả.