Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Một kỹ thuật mới đơn giản được phát triển bởi các kỹ sư có thể phát hiện thuốc giả từ video được chụp khi mẫu trải qua một sự xáo trộn. Được gọi là ‘chronoprinting’, công nghệ chỉ cần một vài thiết bị tương đối rẻ tiền và phần mềm miễn phí để phân biệt chính xác nguyên chất với thực phẩm và thuốc kém chất lượng.
Điều này có thể thay đổi với một kỹ thuật mới đơn giản được phát triển bởi các kỹ sư từ Đại học California, Riverside có thể phát hiện thuốc giả từ một video được lấy làm mẫu thử bị xáo trộn.
Nếu bạn đã từng sử dụng các công cụ ảnh trực tuyến, có lẽ bạn đã thấy các công cụ này sử dụng thuật toán phân tích hình ảnh để phân loại ảnh của bạn. Bằng cách phân biệt những người khác nhau trong ảnh của bạn, các thuật toán này giúp bạn dễ dàng tìm thấy tất cả các bức ảnh của con gái hoặc bố của bạn. Bây giờ, trong tạp chí ACS Central Science , các nhà nghiên cứu báo cáo họ đã sử dụng các thuật toán này để giải quyết một vấn đề rất khác: xác định thuốc giả và các sản phẩm nguy hiểm tiềm tàng khác.
Được gọi là “chronoprinting”, công nghệ chỉ cần một vài thiết bị tương đối rẻ tiền và phần mềm miễn phí để phân biệt chính xác nguyên chất với thực phẩm và thuốc kém chất lượng.
Tổ chức Y tế Thế giới nói rằng khoảng 10 phần trăm của tất cả các loại thuốc ở các nước thu nhập thấp và trung bình là giả, và gian lận thực phẩm là một vấn đề toàn cầu gây thiệt hại cho người tiêu dùng và hàng tỷ đô la mỗi năm. Thực phẩm và thuốc gian lận gây lãng phí tiền bạc và gây nguy hiểm cho sức khỏe và cuộc sống của người tiêu dùng. Nhưng phát hiện hàng giả và gian lận đòi hỏi thiết bị đắt tiền và các chuyên gia được đào tạo cao.
William Grover, một giáo sư trợ lý sinh học tại Đại học Kỹ thuật Marlan và RosemaryTHERs của UC Riverside, và Brittney McKenzie, một sinh viên tiến sĩ trong phòng thí nghiệm của Grover, đã tự hỏi liệu có thể phân biệt được xác thực với các loại thuốc và thực phẩm bị pha trộn hay không bằng cách quan sát cách họ cư xử bị xáo trộn bởi sự thay đổi nhiệt độ hoặc các nguyên nhân khác. Hai chất có thành phần giống hệt nhau sẽ phản ứng giống nhau với một sự xáo trộn và nếu hai chất có vẻ giống nhau nhưng phản ứng khác nhau thì thành phần của chúng phải khác nhau, chúng đã được lý luận.
McKenzie đã thiết kế một bộ thí nghiệm để thử nghiệm ý tưởng này. Cô đã nạp các mẫu dầu ô liu nguyên chất, một trong những loại thực phẩm bị pha trộn phổ biến nhất trên thế giới và xi-rô ho, thường được pha loãng hoặc làm giả ở các nước đang phát triển, vào các kênh nhỏ trên chip vi lỏng và làm lạnh nhanh bằng nitơ lỏng. Một camera kính hiển vi USB đã quay các mẫu phản ứng với sự thay đổi nhiệt độ.
McKenzie và Grover đã viết phần mềm chuyển đổi video thành hình ảnh bitmap. Bởi vì hình ảnh cho thấy mẫu thay đổi theo thời gian như thế nào, các nhà nghiên cứu gọi nó là “đồng hồ bấm giờ”.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã sử dụng các thuật toán phân tích hình ảnh để so sánh các đồng hồ bấm giờ khác nhau từ cùng một chất. Họ phát hiện ra rằng mỗi chất nguyên chất có thời gian biểu đáng tin cậy qua nhiều thử nghiệm.
Tiếp theo, họ lặp lại thí nghiệm với các mẫu dầu ô liu đã được pha loãng với các loại dầu khác và xi-rô ho được pha loãng với nước. Các mẫu pha trộn tạo ra các đồng hồ bấm giờ khác với các mẫu thuần túy. Sự khác biệt quá lớn, quá rõ ràng và nhất quán đến nỗi các nhà nghiên cứu kết luận rằng các thuật toán phân tích thời gian và phân tích hình ảnh có thể phát hiện một cách đáng tin cậy một số loại gian lận thực phẩm và thuốc.
“Sự khác biệt đáng kể về mặt hình ảnh giữa các mẫu là cả bất ngờ và thú vị, và với sự nhất quán, chúng tôi biết rằng đây có thể là một cách hữu ích để xác định một loạt các mẫu”, McKenzie nói.
Grover cho biết kỹ thuật của họ tạo ra một kết nối mới mạnh mẽ giữa hóa học và khoa học máy tính.
“Về cơ bản chuyển đổi một mẫu hóa học thành hình ảnh, chúng ta có thể tận dụng tất cả các thuật toán phân tích hình ảnh khác nhau mà các nhà khoa học máy tính đã phát triển,” ông nói. “Và khi các thuật toán đó trở nên tốt hơn, khả năng của chúng tôi trong việc xác định một mẫu hóa học cũng sẽ trở nên tốt hơn.”
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chất lỏng trong các thí nghiệm của họ nhưng lưu ý rằng phương pháp này cũng có thể được sử dụng trên các vật liệu rắn hòa tan trong nước và các loại nhiễu khác, như nhiệt hoặc máy ly tâm, có thể được sử dụng cho các chất không phản ứng tốt với đóng băng. Kỹ thuật này dễ học, làm cho các chuyên gia được đào tạo cao không cần thiết. Chronoprinting yêu cầu thiết bị và phần mềm cấp độ sở thích có thể tải xuống miễn phí từ trang web phòng thí nghiệm của Grover, đặt nó trong tầm tay của các cơ quan chính phủ và phòng thí nghiệm với nguồn lực hạn chế.
Xem cách hoạt động của chức năng bấm giờ trong video này: https://youtu.be/qbyE68qD2Zo
Nghiên cứu được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Quỹ khoa học quốc gia.
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học California – Riverside . Bản gốc được viết bởi Holly Ober. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :