Przenośny detektor raka o dokładności blisko 95%.

Jednym z najnowszych przełomów w badaniach przesiewowych i leczeniu raka jest wprowadzenie przenośnego urządzenia do wykrywania raka we wczesnym stadium, z dokładnością sięgającą 94,9%.

Naukowcy z Uniwersytetu West Lake (WU) w Hangzhou (prowincja Zhejiang, Chiny) opracowali kompaktowe, przenośne urządzenie, które może wykrywać markery nowotworowe na podstawie jednej kropli krwi.

Badania, opublikowane w brytyjskim międzynarodowym czasopiśmie naukowym „Nature Photonics”, pokazują, że urządzenie osiąga dokładność sięgającą prawie 95%. Jest to wynik pracy zespołu badawczego pod kierownictwem Wen Liaoyonga.

Zaletą tego systemu jest jego kompaktowy rozmiar, dzięki czemu wygodnie mieści się w dłoni. Dla porównania, istniejące systemy do diagnostyki nowotworów, które zazwyczaj wykrywają biomarkery nowotworowe we krwi, są często nieporęczne, wymagają pryzmatów, spektrometrów i skomplikowanych ścieżek optycznych, mają wielkość lodówki i dlatego są używane wyłącznie w laboratoriach lub specjalistycznych ośrodkach badawczych. Nowe urządzenie charakteryzuje się również czułością nawet 10 000 razy wyższą niż tradycyjne metody badawcze.

Powiększony obraz komórki nowotworowej. (Źródło: Interestingengineering.com)

Według kierownika zespołu badawczego Wena Liaoyonga, WU wykorzystał mechanizm zwany czujnikiem refrakcji z modulacją Q, aby zminiaturyzować urządzenie do postaci przenośnej. W przeciwieństwie do tradycyjnych spektrometrów, które wykrywają długość fali światła, to nowe urządzenie jest niezwykle czułe. Na przykład, podczas gdy tradycyjny instrument może wykryć długość fali światła wynoszącą 1 metr, nowy system WU wykrywa fale o długości kilku mikrometrów.

Ponadto zespół badawczy poszukuje sposobów na drastyczne obniżenie kosztów produkcji chipa, najważniejszego elementu urządzenia. Zaprojektowali oni chip 3D z wykorzystaniem metamateriałów, których powierzchnie zostały zaprojektowane tak, aby kontrolować światło w sposób niemożliwy dla materiałów naturalnych. Tradycyjne chipy optyczne oparte na metamateriałach są „pisane” kreska po kresce za pomocą fotolitografii – procesu podobnego do kopiowania książki słowo po słowie, co utrudnia ich masową produkcję i kosztuje setki dolarów za chip.

Przenośny detektor raka jest kompaktowy i mieści się w dłoni. (Źródło: ca.news.yahoo.com/Facebook.com)

Aby obniżyć koszty, Uniwersytet Wu unowocześnił swoją technologię produkcji chipów, przechodząc z ery „kopiowania książek” na „drukowanie czcionkami ruchomymi”, najpierw tworząc prototyp, a następnie wprowadzając go do masowej produkcji. Na 8-calowym waflu można jednocześnie drukować tysiące chipów o wysokiej jednorodności, co obniża koszt pojedynczego chipa do zaledwie około 5 dolarów.

Ponieważ nowy mechanizm mierzy jedynie natężenie światła, cały system detekcji jest niezwykle prosty – składa się jedynie z czujnika 3D BIC, źródła światła LED i fotodetektora. Po złożeniu jest na tyle kompaktowy, że nadaje się do użytku domowego i nie wymaga środowiska laboratoryjnego.

Aby zademonstrować możliwości systemu, Wen nawiązał współpracę z Uniwersytetem Xiamen w celu wykrycia małych pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (sEV) związanych z rakiem płuc. Te sEV są ważnymi biomarkerami w biopsjach płynów, ale ich wyjątkowo niskie stężenia u pacjentów we wczesnym stadium choroby utrudniają ich wykrycie tradycyjnymi metodami.

W badaniach obejmujących 171 klinicznych próbek surowicy od pacjentów z rakiem płuca, urządzenie osiągnęło wskaźnik dokładności do 94,9% w wykrywaniu raka płuca we wczesnym stadium i 92,1% w monitorowaniu pooperacyjnym. Dla porównania, tradycyjne metody, takie jak test ELISA, osiągnęły jedynie 74,7%.

Przenośne urządzenie WU wykazało czułość około 10 000 razy wyższą niż standardowy test immunoenzymatyczny (ELISA) przy wykrywaniu wczesnych stadiów raka płuc.

Zespół badawczy uważa, że ​​technologia ta może znaleźć zastosowanie nie tylko w badaniach przesiewowych w kierunku raka, ale także w wielu innych dziedzinach biomedycyny.

Jeśli urządzenie zostanie wprowadzone na rynek z powodzeniem, może sprawić, że badania przesiewowe w kierunku raka staną się szybsze, tańsze i wygodniejsze, zwłaszcza na obszarach, gdzie brakuje specjalistycznych placówek badawczych, a także w przypadku grup pacjentów o ograniczonych zasobach finansowych .

Źródło: IEC/SCMP

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