Theo đuổi sự khác biệt

Để tạo ưu thế cạnh tranh với các cơ sở nghiên cứu trong nước và khu vực cùng lĩnh vực, Phòng thí nghiệm trọng điểm (PTNTĐ) công nghệ phân tích phục vụ kiểm định môi trường và an toàn thực phẩm (ĐHQGHN), một mô hình hợp tác thành công giữa trường đại học và doanh nghiệp, đặt mục tiêu tạo ra sự khác biệt bằng việc phát triển các kỹ thuật phân tích mới.

GS. TS Phạm Hùng Việt và các cộng sự bên thiết bị sắc ký lỏng.

Bước ngoặt của phòng thí nghiệm triệu đô

Cách đây hơn 15 năm, khi nhận thấy nhóm nghiên cứu do GS. TS Phạm Hùng Việt dẫn dắt tuy mới thành lập nhưng đã có công bố tốt trong lĩnh vực địa hóa môi trường và ô nhiễm hữu cơ, tập đoàn thiết bị khoa học Shimadzu (Nhật Bản) đã quyết định đầu tư hơn một triệu đô la vào phòng thí nghiệm của nhóm, một khoản đầu tư mơ ước đối với bất cứ nhóm nghiên cứu nào của Việt Nam vào thời điểm đó. Phần lớn tài trợ này đều dưới dạng cung cấp các trang thiết bị, máy móc, hóa chất do tập đoàn sản xuất nhằm hỗ trợ nhóm triển khai các công trình nghiên cứu về ô nhiễm asen trong các tầng nước ngầm và các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy (POP) theo Công ước Stockholm. “Nhờ vậy, chúng tôi đã có thể chủ động thực hiện nhiều thí nghiệm phân tích các mẫu trầm tích, mẫu nước trên các máy móc của Shimadzu như sắc ký lỏng… Theo cách đó, một số công bố quan trọng của nhóm trên Nature, PNAS, Environmental Science and Technology… đã được bắt rễ ngay tại Việt Nam”, GS. TS Phạm Hùng Việt cho biết.

Mô hình hợp tác trường viện với doanh nghiệp như thế này khá phổ biến trên thế giới nhưng xuất hiện chưa nhiều ở Việt Nam, nhất là vào thời điểm 15 năm trước đây. Vậy các nhà nghiên cứu đã làm cách nào thuyết phục được Shimadzu đầu tư? Giáo sư Việt chia sẻ, “đó là việc tạo được niềm tin là mình có khả năng sử dụng tốt các tính năng máy móc thiết bị của họ và làm ra nhiều sản phẩm nghiên cứu trên những máy móc đó. Khi xuất bản công bố, mình không quên cảm ơn họ, ví dụ như thí nghiệm này thực hiện trên thiết bị nào, và thi thoảng giúp họ tập huấn khách hàng sử dụng máy móc trong phòng thí nghiệm của mình”. Ngoài nhóm nghiên cứu của giáo sư Việt, Shimadzu còn đầu tư vào một số phòng thí nghiệm khác ở Indonesia và Malaysia, tuy nhiên chưa mô hình nào đạt được thành công hơn.

Nhu cầu đổi mới của nhóm đã gặp chủ trương của ĐHQGHN là đầu tư nâng cấp các nhóm nghiên cứu mạnh để tạo hệ thống PTNTĐ cấp trường, nơi có khả năng tạo ra những sản phẩm KH&CN ở tầm quốc gia và quốc tế. Vì vậy, kể từ tháng 11/2016, nhóm nghiên cứu đã mang tên mới, PTNTĐ công nghệ phân tích phục vụ cho kiểm định môi trường và an toàn thực phẩm, và nhận được khoản đầu tư mới từ cơ quan chủ quản, 12 tỷ đồng cho máy móc thiết bị như sáu PTNTĐ khác của trường.

Điểm nổi trội của PTN do giáo sư Việt làm giám đốc so với các PTNTĐ khác là thuyết phục được tập đoàn Shimadzu tiếp tục tài trợ. Theo thỏa thuận mới, Shimadzu sẽ đầu tư 30 tỷ đồng vào hệ thống cơ sở vật chất của PTN, chủ yếu vẫn là cung cấp một số thiết bị phân tích theo model mới nhất do tập đoàn sản xuất (cùng kinh phí bảo dưỡng), còn ĐHQGHN sẽ có vốn đối ứng là 40 tỷ đồng. Như vậy, đây là lần thứ hai kể từ ngày thành lập, các nhà nghiên cứu có thể làm việc trong phòng thí nghiệm với thiết bị trị giá triệu đô do cơ quan chủ quản và doanh nghiệp cùng san sẻ kinh phí.

Phát triển các kỹ thuật phân tích khó

Nhận một khoản đầu tư lớn như vậy, PTNTĐ công nghệ phân tích về kiểm định môi trường và an toàn thực phẩm sẽ phải làm ra những sản phẩm tương xứng nào? Theo quan điểm của ban giám đốc, mục tiêu mà PTN hướng tới là phải có những công bố chất lượng cao và những sản phẩm công nghệ phục vụ đời sống xã hội. Vì vậy, PTN đã quyết định tập trung vào hai lĩnh vực chính là kiểm định môi trường và an toàn thực phẩm. Lý giải về lựa chọn này, GS. TS Phạm Hùng Việt, giám đốc PTN cho biết: “Qua các vụ ô nhiễm nước ở nhiều địa phương và ‘nước mắm chứa asen’ trong thời gian gần đây, có thể thấy nhu cầu của xã hội về kiểm định những chỉ tiêu như hocmon kích thích sinh trưởng, dư lượng kháng sinh, dược phẩm, các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy, kim loại nặng trong thực phẩm và môi trường rất lớn. Do độc tố thường xuất hiện trong các mẫu với hàm lượng ở mức phần tỷ nên việc phân tích chỉ có thể thực hiện được tại các PTN phân tích hiện đại với các thiết bị như sắc ký lỏng, sắc ký khí ghép nối khối phổ ba lần, quang phổ phát xạ cộng hưởng plasma… và do các nhân viên có tay nghề cao vận hành”.

Việc chuyển hướng nghiên cứu còn dựa trên kinh nghiệm rút ra từ hoạt động của nhiều PTN tiên phong trên thế giới về khoa học phân tích và cả những khảo sát thực tế mà giáo sư Việt và cộng sự tiến hành. Qua khảo sát, ông nhận thấy ở cấp trung ương, các PTN của Bộ Y tế và Bộ TN&MT đều quá tải về lượng mẫu phân tích còn ở các địa phương, nhu cầu xây dựng thêm các PTN vẫn phát triển hàng năm. Ông nhận xét, “do yêu cầu về chất lượng sản phẩm và an toàn cho người tiêu dùng, các công ty sản xuất phải áp dụng các phương pháp phân tích phù hợp. Trên thực tế, các sản phẩm hết sức phong phú, nhu cầu phân tích lại đa dạng nên cần có các PTN chuyên sâu đủ năng lực về con người và thiết bị để phát triển các qui trình và phương pháp phân tích mới đáp ứng kịp thời”.

Do đó, hướng tiếp cận thị trường của PTNTĐ công nghệ phân tích phục vụ cho kiểm định môi trường và an toàn thực phẩm là thương mại hóa các phương pháp phân tích đặc thù và mở thêm dịch vụ đào tạo nhân lực phân tích, đây cũng là cách các PTN khoa học phân tích trên thế giới đã làm, ví dụ như FAPAS (Anh) trở thành nơi cung cấp dịch vụ kiểm định, đào tạo, phát triển phương pháp phân tích cho các PTN khác. Muốn làm theo cách này, giáo sư Việt và cộng sự phải tạo được sự khác biệt bằng việc làm chủ những kỹ thuật phân tích mới và khó mà các PTN thông thường tại Việt Nam, thậm chí là khu vực, chưa thực hiện được, ví dụ kỹ thuật phân tích định tính lượng vết, siêu vết các chất có hoạt tính sinh học, kỹ thuật ghép nối hai chiều GCx GC-MS/MS, LCx LC-MS/MS… để nghiên cứu cấu trúc các chất mới trong nền mẫu phức tạp hay tổ hợp các chất có hoạt tính chiết xuất từ thiên nhiên. Giáo sư Việt giải thích, “nói một cách đơn giản, chúng tôi có thể áp dụng rộng rãi các kỹ thuật này vào việc phân tích những chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy vẫn xuất hiện rất nhiều trong đời sống hàng ngày, từ dư lượng thuốc trừ sâu, thuốc kháng sinh, thuốc bảo vệ thực vật trong sản phẩm nông nghiệp như hoa quả, lúa gạo, thịt cá hoặc các chất có hại cho sức khỏe trong sản phẩm công nghiệp như chảo chống dính và các thiết bị tiêu dùng khác…”.  

Một hướng tiếp cận thị trường nữa mà giáo sư Việt và cộng sự muốn làm tốt là thiết kế và chế tạo những công cụ phân tích mới phù hợp với điều kiện kỹ thuật và kinh tế ở Việt Nam như các hệ thiết bị di mao quản xách tay đo tự động, hệ điện di mao quản trên chip trên cơ sở phát triển các hệ vi lưu tích hợp (integrated microfluidic systems), cảm biến điện hóa và cảm biến sinh học quan trắc chỉ tiêu môi trường, kit phát hiện nhanh độc tố trong thực phẩm…, “nghĩa là với các thiết bị này, người sử dụng có thể kiểm tra được tình trạng môi trường, tình trạng an toàn thực phẩm và dược phẩm, qua đó góp phần đưa ra những quyết định xử lý kịp thời ngay sau khi phát hiện sự cố”.  PGS. TS Dương Thị Hồng Anh, trợ lý giám đốc PTN cho biết.  

Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu phải tự đổi mới năng lực nghiên cứu của chính mình. Đây là thách thức lớn bởi cuộc cách mạng thứ ba hiện nay của chuyên ngành Hóa phân tích nói riêng và của lĩnh vực liên ngành phân tích nói chung mới phát triển mạnh trong vòng 10 năm trở lại đây, các công cụ và phương pháp phân tích liên tục được cải tiến cũng như đa dạng hóa để có thể xác định thành phần, cấu trúc các hợp chất ngày một chính xác hơn, đặc biệt là các phép phân tích không chủ đích (non-targets analysis)… “Dĩ nhiên việc làm chủ các kỹ thuật này không phải là chuyện dễ, chúng tôi chỉ có được năng lực đó thông qua việc thực hiện các nhiệm vụ, đề tài nghiên cứu trong nước và hợp tác quốc tế”, PGS.TS. Dương Hồng Anh cho biết.