Đây là hình ảnh 3D thực tế đầu tiên về virus SARS-CoV2

Những hình ảnh 3D thực đầu tiên về virus SARS-CoV-2, loại virus đã gây ra đại dịch COVID-19 đã được các nhà khoa học công bố. Đây không phải là hình ảnh máy tính hay mô hình của nó như trước kia.

Hình ảnh 3D thực đầu tiên của virus SARS-CoV2 đã được các nhà nghiên cứu từ Đại học Thanh Hoa, Trung Quốc, Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) và công ty Nanographics của Áo, một nhánh của Đại học Công nghệ Vienna công bố vào đầu tuần này.

Kích thước của virus cực kỳ nhỏ và không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Do đó, để chụp ảnh được nó không khác gì chụp ảnh một vật thể không nhìn thấy được bằng máy ảnh thông thường.

Vậy các nhà nghiên cứu đã làm cách nào để chụp được ảnh của virus SARS-CoV2?

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu tại Đại học Thanh Hoa do Giáo sư Li Sai dẫn đầu đã quét hình ảnh virus SARS-CoV-2 từ các mẫu phẩm đông lạnh bằng công nghệ chụp cắt lớp cryo-electron, một công nghệ giúp thu được hình ảnh của virus ở độ phân giải cực cao. Trong quá trình này, các nhà nghiên cứu đã cố gắng bảo quản các protein đột biến trong cấu trúc của chúng tốt nhất có thể.

Tuy nhiên những hình ảnh này vẫn còn quá nhiễu để hiển thị được ở dạng 3D. Dựa trên bản quét các mẫu virus do Đại học Thanh Hoa cung cấp, Nanographics đã áp dụng kỹ thuật KAUST để biến chúng thành hình ảnh 3D chân thực và đầy màu sắc về virus SARS-CoV-2.

Bằng cách xác định các bộ phận khác nhau của virus và tô bằng màu nhân tạo, các nhà nghiên cứu đã lần đầu tiên tạo ra được hình ảnh về SARS-CoV2 thật với độ chi tiết chưa từng có.

Tất nhiên đối với những vật thể siêu nhỏ như virus, màu sắc thực tế không tồn tại. Hình ảnh 3D của virus không được chụp bằng các photon trong dải ánh sáng nhìn thấy mà bằng các electron. Các electron không liên kết với bất kỳ màu nào mà mắt chúng ta có thể nhìn thấy. Do đó để hiển thị bản quét từ kính hiển vi điện tử, các nhà nghiên cứu phải sử dụng màu nhân tạo.

Màu sắc của vật thể thực chất là sự nhận thức của mắt người trước các photon ánh sáng có thể nhìn thấy với các bước sóng khác nhau. Các vật thể có màu sắc vì chúng phát ra hoặc phản xạ các photon có bước sóng nhất định. Photon sau đó sẽ đi vào mắt chúng ta và được não bộ phân tích thành các màu sắc khác nhau.

Thứ nhỏ nhất mà chúng ta có thể nhìn thấy theo lý thuyết này có kích thước bằng nửa bước sóng ngắn nhất có thể nhìn thấy được. Tuy nhiên hầu hết các loại virus, bao gồm SARS-CoV2 thậm chí còn nhỏ hơn thế. Cụ thể virus SARS-CoV-2 có kích thước xấp xỉ 100nm trong khi bước sóng ngắn nhất nhìn thấy được của mắt người là 380nm. Vì vậy chúng ta không thể nào nhìn thấy màu sắc của chúng được.

Hình ảnh 3D của virus;SARS-CoV2 trước và sau khi tô màu

Thay vì dùng photon ánh sáng nhìn thấy được, chúng ta có thể sử dụng các electron. Các electron có bước sóng ngắn hơn nhiều vì vậy chúng có thể phân giải thứ gì đó nhỏ như virus. Tuy nhiên kết quả quét sẽ không chứa thông tin màu sắc. Hình ảnh thu được sau đó từ cảm biến sẽ được tái tạo màu sắc dựa trên mật độ của các electron thu được trên mẫu vật.

Trước đây chúng ta chỉ có thể thấy hình ảnh mô hình SARS-CoV2 do con người tạo ra trên máy tính hoặc được tổng hợp từ nhiều lần quét khác nhau.

Hỗ trợ xây dựng hình ảnh 3D đầu tiên của SARS-CoV2 chỉ là một thành tựu nhỏ do nhóm của Li Sai thực hiện. Trước đó nhóm nghiên cứu này từng làm sáng tỏ cấu ​​trúc phân tử tổng thể của virus SARS-CoV-2 vào tháng 9/2020, đóng góp đáng kể vào sự hiểu biết của các nhà khoa học toàn cầu về loại virus này và sự phát triển của vắc xin COVID-19.

Hình ảnh 3D mô tả chân thực virus SARS-CoV2

Tiến Thanh