Рубрики Команда физиков и инженеров из Кливленда, штат Огайо, создала оптический биосенсор для обнаружения рака с использованием наноструктурированных метаматериалов, которые являются в 1 миллион раз более чувствительными, чем предыдущие версии, открывая путь к эффективной системе раннего выявления рака и других болезней.
Устройство, которое достаточно мало, чтобы поместиться в ладони, было разработано, чтобы обеспечить онкологов методом обнаружения одной молекулы фермента, образующегося при распространении раковых клеток.
Такое обнаружение может позволить врачам диагностировать пациентов с некоторыми видами рака намного раньше, чем это возможно сегодня. Станет возможным контроль за ходом лечения, сопротивляемость заболевания и многое другое.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Materials, описывает, как наносенсор действует, словно биологическое сито, изолируя небольшую молекулу белка с массой тела менее 800 квадриллионных нанограмма из крайне разбавленного раствора.
Исследователи полагают, что сенсорная технология также будет полезна для диагностики и мониторинга других заболеваний.
На доклинической стадии, большинство циркулирующих опухолевых клеток экспрессируют белки с очень низкой молекулярной массой, менее 500 Дальтон. Эти белки, как правило, слишком малы и в низкой концентрации, чтобы обнаружить их существующими методами, что дает ложноотрицательные результатов.
С помощью этой платформы, ученые обнаружили белки в 244 Дальтон, что должно позволить врачам обнаруживать рак раньше.
Для того чтобы устройство стало настолько чувствительным, команда была должна преодолеть ряд проблем. Они смогли преодолеть барьеры путем использования нанотехнологических инструментов и связывания их с микрожидкостными каналами из сконструированного материала, называемого метаматериал. Когда небольшая молекула попадает на поверхности, это приводит к значительной локальной модификации, в результате чего световой сдвиг.
Исследователи надеются научиться распознавать специфические молекулы различных видов рака, их световых сдвигов.
Исследователи начали тестирование датчика для ранней диагностики рака предстательной железы. Датчик, например, может помочь определить маркеры агрессивных видов рака простаты, которые требуют лечения или вялотекущей формы, которые этого не требуют.
Исследователи также работают с онкологами по всему миру, чтобы проверить устройство с целью продвижения датчика к клиническому применению.