Handliches Krebs-Detektorgerät, nahezu 95% Genauigkeit.

Einer der jüngsten Durchbrüche in der Krebsvorsorge und -behandlung ist die Einführung eines tragbaren Geräts zur Früherkennung von Krebs mit einer Genauigkeit von bis zu 94,9 %.

Wissenschaftler der West Lake University (WU) in Hangzhou (Provinz Zhejiang, China) haben ein kompaktes, handliches Gerät entwickelt, das krebsverursachende Biomarker anhand eines einzigen Blutstropfens nachweisen kann.

Die in der britischen internationalen Fachzeitschrift Nature Photonics veröffentlichte Studie zeigt, dass das Gerät eine Genauigkeit von nahezu 95 % erreicht. Sie ist das Ergebnis eines Forschungsteams unter der Leitung von Wen Liaoyong.

Der Vorteil dieses Systems liegt in seiner kompakten Größe; es passt bequem in die Handfläche. Im Gegensatz dazu sind herkömmliche Krebstestsysteme, die typischerweise Krebsbiomarker im Blut nachweisen, oft sperrig, benötigen Prismen, Spektrometer und komplexe optische Systeme, haben etwa die Größe eines Kühlschranks und werden daher nur in Laboren oder spezialisierten Testeinrichtungen eingesetzt. Das neue Gerät zeichnet sich zudem durch eine bis zu 10.000-fach höhere Empfindlichkeit als herkömmliche Testmethoden aus.

Vergrößerte Abbildung einer Krebszelle. (Quelle: Interestingengineering.com)

Laut Forschungsleiter Wen Liaoyong nutzte die Wuhan University (WU) ein Verfahren namens Q-modulierte Brechungsmessung, um das Gerät in ein handliches Format zu miniaturisieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Spektrometern, die die Wellenlänge des Lichts erfassen, ist dieses neue Gerät extrem empfindlich. Während ein herkömmliches Instrument beispielsweise Lichtwellenlängen von einem Meter detektieren kann, ist das neue System der WU in der Lage, Wellenlängen von wenigen Mikrometern zu erfassen.

Darüber hinaus sucht das Forschungsteam nach Möglichkeiten, die Herstellungskosten des Chips, der wichtigsten Komponente des Geräts, drastisch zu senken. Sie haben einen 3D-Chip aus Metamaterialien entwickelt, dessen Oberflächen so gestaltet sind, dass sie Licht auf eine Weise steuern können, die mit natürlichen Materialien nicht möglich ist. Herkömmliche optische Chips auf Metamaterialbasis werden Strich für Strich mittels Fotolithografie hergestellt – ein Verfahren, das dem Abschreiben eines Buches Wort für Wort ähnelt. Dadurch ist die Massenproduktion schwierig und die Kosten belaufen sich auf Hunderte von Dollar pro Chip.

Das tragbare Krebsdetektorgerät ist kompakt und passt in die Handfläche. (Quelle: ca.news.yahoo.com/Facebook.com)

Um die Kosten zu senken, modernisierte WU seine Chipfertigungstechnologie und ersetzte dabei die Methoden des Buchkopierens durch den Druck mit beweglichen Lettern. Zunächst wurde ein Prototyp entwickelt und anschließend in Serie gefertigt. So lassen sich Tausende hochgradig gleichmäßige Chips gleichzeitig auf einem 8-Zoll-Wafer drucken, wodurch die Kosten pro Chip auf nur etwa 5 US-Dollar sinken.

Da der neue Mechanismus lediglich die Lichtintensität misst, kann das gesamte Detektionssystem extrem einfach gestaltet werden – es besteht nur aus einem 3D-BIC-Sensorchip, einer LED-Lichtquelle und einem Fotodetektor. Einmal zusammengebaut, ist es kompakt genug für den Heimgebrauch und benötigt keine Laborumgebung.

Um die Leistungsfähigkeit des Systems zu demonstrieren, arbeitete Wen mit der Universität Xiamen zusammen, um kleine extrazelluläre Vesikel (sEVs) im Zusammenhang mit Lungenkrebs nachzuweisen. Diese sEVs sind wichtige Biomarker in Flüssigkeitsbiopsien, aber ihre extrem niedrigen Konzentrationen bei Patienten im Frühstadium erschweren ihren Nachweis mit herkömmlichen Methoden.

In Studien mit 171 klinischen Serumproben von Lungenkrebspatienten erreichte das Gerät eine Genauigkeit von bis zu 94,9 % bei der Früherkennung von Lungenkrebs und 92,1 % bei der postoperativen Überwachung. Im Vergleich dazu erzielten herkömmliche Methoden wie das ELISA-Verfahren lediglich 74,7 %.

Das tragbare Gerät von WU hat eine etwa 10.000-fach höhere Empfindlichkeit als der Standard-Enzymimmunoassay (ELISA) beim Nachweis dieser Biomarker für Lungenkrebs im Frühstadium gezeigt.

Dem Forschungsteam zufolge kann diese Technologie nicht nur für das Krebs-Screening, sondern auch in vielen anderen biomedizinischen Bereichen eingesetzt werden.

Bei erfolgreicher Vermarktung könnte das Gerät die Krebsvorsorge schneller, günstiger und bequemer machen, insbesondere in Gebieten ohne spezialisierte Testeinrichtungen und für Patientengruppen mit begrenzten finanziellen Mitteln.

Quelle: IEC/SCMP

Quelle: https://phunuvietnam.vn/may-phat-hien-ung-thu-cam-tay-do-chinh-accurate-gan-95-238260527094251875.htm