3 nhà khoa học quân sự với 'phát hiện nhanh' chất độc hóa học

Nhóm thực hiện đề tài trong phòng thí nghiệm - Ảnh: THANH QUỲNH

Công trình này là “gia tài” đầu tiên của ba gương mặt rất trẻ của Viện Công nghệ mới (thuộc Viện Khoa học và công nghệ quân sự): đại úy, TS Phạm Kiên Cường - chủ nhiệm đề tài (34 tuổi) và hai thành viên thế hệ 9X: Trần Thị Thanh Quỳnh (25 tuổi) và Đào Thị Hương Giang (27 tuổi).

Chất xám ở Viện Công nghệ mới

Trong chiến tranh hóa học, chất độc thần kinh - loại độc nhất và tác động nhanh nhất trong các chất độc - được sử dụng để ức chế trung tâm thần kinh khiến người bị trúng độc mất hết khả năng phản ứng.

Như trong chiến tranh Iran - Iraq năm 1980, hoặc trong vụ tấn công bằng khí độc ở tàu điện ngầm Tokyo (Nhật Bản) năm 1995.

Nhóm chất độc thần kinh được coi là nhóm chất độc nguy hiểm nhất trong sáu nhóm chất độc hóa học quân sự do về mặt độc tính, chúng chỉ thua kém các chất độc thiên nhiên có nguồn gốc từ sinh vật.

Chúng có nguy cơ sát thương nhanh nhất và cao nhất. Các chất độc trong nhóm này gồm có sarin (GB), xyclo sarin (GF), tabun (GA), soman (GD), VX... VX là loại mạnh nhất trong tất cả các loại chất độc thần kinh.

Do khả năng gây độc nhanh và mạnh của các chất độc thần kinh nên trong các cuộc chiến tranh hay khủng bố, việc phát hiện nhanh và chính xác các chất độc này có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Nó sẽ giúp người chỉ huy kịp thời ra mệnh lệnh tác chiến, tránh thương vong lớn.

Để phát hiện chất độc có gốc phốt pho có trong các chất độc thần kinh, người ta sử dụng enzym AChE. Các nhà khoa học quân sự Việt Nam đã tách thành công loại enzym này từ hồng cầu bò và ốc bươu vàng.

Đại úy, TS Phạm Kiên Cường (trưởng phòng công nghệ hóa sinh - Viện Công nghệ mới) cho biết: “Thật ra enzym AChE từng được một số nhà khoa học trong nước tách được từ huyết thanh ngựa. Tôi tin rằng sẽ có đối tượng khác cho được enzym đó nên đề nghị với viện trưởng cho nghiên cứu công trình này”.

Khi tìm hiểu các tài liệu nước ngoài, nhóm nhận thấy trên thế giới và tại Việt Nam, quy trình sản xuất enzym AChE từ nguồn nguyên liệu tự nhiên rất phức tạp, khó thực hiện và hiệu suất thu hồi cũng như hoạt độ của enzym này chưa cao.

Thêm vào đó, các nguồn nguyên liệu tự nhiên để thu nhận một lượng lớn enzym AChE không nhiều, khó thu thập và ít được quan tâm nghiên cứu.

“Trong đề tài này, chúng tôi muốn thử nghiệm khả năng ứng dụng công nghệ ADN tái tổ hợp để sản xuất enzym AChE.

Phương pháp này có những ưu điểm như chủ động về nguồn nguyên liệu, đơn giản hóa các bước tinh sạch, có khả năng thu nhận được một lượng lớn enzym AChE có độ tinh sạch cao và hoạt tính phù hợp để sử dụng trong trinh sát phát hiện các chất độc hóa học” - TS Phạm Kiên Cường cho biết.

Thanh Quỳnh - thành viên nhỏ tuổi nhất nhóm - cho biết: “Sau nhiều lần tìm kiếm, nhóm đã tìm thấy enzym AChE từ hồng cầu bò và ốc bươu vàng. Trong hồng cầu bò thu được hơn 100 unit/100 miligam. Còn ốc bươu vàng thu được tới hơn 400 unit/100 miligam”.

Dậy sớm, về trễ

Thanh Quỳnh kể khi mới bắt tay vào làm, nhóm gặp rất nhiều khó khăn. Đầu tiên là trang thiết bị rất khó mua.

“Lúc đó viện còn ở Láng Hạ, chưa chuyển về Hoàng Sâm (Nghĩa Đô, Q.Cầu Giấy), chưa có máy mới về. Mình lên một danh sách các loại máy cần có để phục vụ cho việc nghiên cứu thì mới biết viện không có.

Quan trọng nhất như máy lọc tiếp tuyến,  hệ thống để tinh sạch enzym cũng không có, nhóm hoàn toàn làm thủ công. Các loại máy khác nhóm phải đi dùng nhờ đơn vị bạn. Bên họ giờ đó không ai dùng mình mới dùng được” - Quỳnh nhớ lại.

Vất vả nhất là “công cuộc” đi lấy mẫu. Ốc bươu vàng thì ra chợ mua (1kg ốc bươu chỉ dùng được một chút phần cơ dính ở nắp ốc) còn máu bò thì hai cô gái phải đến tận lò mổ ở xã An Khánh (huyện Hoài Đức, Hà Nội) xin.

Thanh Quỳnh kể: “Máu bò không thể bảo quản lâu được và dùng máu tươi nghiên cứu tốt hơn nên suốt mấy tháng, mình và chị Giang cứ đi đi về về lấy mẫu. Người ta mổ bò 2h-3h sáng. Tụi mình con gái, đi giờ đó rất nguy hiểm. Hai chị em chỉ cố được mấy lần đầu, sau sợ quá phải tính cách khác.

Từ chiều hôm trước hai chị em đi gửi chai để người ta lấy máu giúp. 6h sáng hôm sau đi lần nữa lấy chai đựng máu bò về. Nhà mình ở Q.Cầu Giấy. Lấy một chai máu bò phải đi hai lần”.

Máy móc thiết bị thiếu trước hụt sau, nhiều công đoạn nhóm phải làm hoàn toàn thủ công. Sau khi tách chiết, trong dịch lẫn nhiều enzym khác, phải tinh sạch enzym nhưng viện khi đó chưa có máy này.

Hai nhà khoa học trẻ phải kiên nhẫn nhồi cột, ngồi chờ rồi cầm từng phân đoạn đi đo tay. Ngày nào cũng 20h-21h Quỳnh và Giang mới về đến nhà.

“Khó nhất là tinh sạch enzym từ dịch chiết thô ban đầu lẫn rất nhiều enzym khác. Nếu không đúng phương pháp, enzym sẽ bị mất trong quá trình tinh sạch. Mất gần một năm nhóm mới tìm được phương pháp chuẩn để tách enzym AChE” - Thanh Quỳnh cho hay.

Nghiên cứu của nhóm đã cho thấy hoàn toàn có thể tìm thấy enzym AChE trong máu bò và ốc bươu vàng, ngoài huyết thanh ngựa. Hoạt độ enzym AChE ở ốc bươu vàng và ốc nhồi là cao nhất, kế đến là hồng cầu bò.

Quy trình tách chiết, thu nhận enzym lại đơn giản và thuộc nhóm enzym của động vật máu nóng, tương đồng cao với các enzym AChE hiện đang được sử dụng trong các bộ kit phát hiện chất độc thần kinh.

Theo chủ nhiệm đề tài Phạm Kiên Cường, nguồn nguyên liệu làm enzym AChE rất dễ kiếm. Hiện nay enzyme này đang được sản xuất tái tổ hợp trong phòng thí nghiệm để chuẩn bị cung cấp cho một đơn vị quân đội.

“Theo tính toán sơ bộ, giá thành sản xuất AChE bằng tái tổ hợp sẽ rẻ hơn rất nhiều so với sản xuất enzym AChE từ huyết thanh ngựa.

Hiện nay chúng tôi đang phối hợp với Cục Kỹ thuật binh chủng hóa học nghiên cứu thử nghiệm sản phẩm của đề tài trên một số thiết bị chuyên dụng, làm cơ sở để cung cấp cho các cơ sở sản xuất các bộ sản xuất thiết bị phát hiện chất độc thần kinh sau này cho một số đơn vị trong quân đội” - TS Kiên Cường cho biết.