Forskere udvikler overfølsom biosensor for kræft


Forskere udvikler overfølsom biosensor for kræft

Et team af fysikere og ingeniører hos Case Western Reserve University i Cleveland, OH, har oprettet en optisk biosensor til kræftpåvisning ved hjælp af nanostrukturerede metamaterialer, der er 1 million gange mere følsomme end tidligere versioner, hvilket peger mod et effektivt tidlig detektionssystem for kræft og Andre sygdomme.

Forskerne brugte nanostrukturerede metamaterialer 1 million gange mere følsomme end tidligere versioner, hvilket muliggjorde et tidligt detektionssystem for kræft.

Enheden, som er lille nok til at passe i håndfladen, er udviklet for at give onkologer en måde at registrere et enkelt molekyle af et enzym produceret af cirkulerende cancerceller.

En sådan påvisning kan tillade læger at diagnosticere patienter med visse kræftformer langt tidligere end muligt i dag, overvåge behandling og modstand og meget mere.

Forskningen, der blev offentliggjort online i tidsskriftet Naturmaterialer , Beskriver hvordan nanosensoren virker som en biologisk sigte, der isolerer et lille proteinmolekyle, der vejer mindre end 800 quadrillioner af et nanogram fra en ekstremt fortyndet opløsning.

Forskerne mener, at sensingsteknologien også vil være nyttig til diagnosticering og overvågning af andre sygdomme.

"Prognosen for mange kræftformer afhænger af kræftstadiet ved diagnosen", siger Giuseppe "Pino" Strangi, professor i fysik hos Case Western Reserve og leder af undersøgelsen.

"Meget tidligt udtrykker de mest cirkulerende tumorceller proteiner med meget lav molekylvægt, mindre end 500 Dalton," forklarer Strangi. "Disse proteiner er som regel for små og i for lav koncentration til at detektere med nuværende testmetoder, hvilket giver falske negative resultater.

"Med denne platform har vi registreret proteiner på 244 Daltons, som skal gøre det muligt for læger at opdage kræft tidligere - vi ved ikke hvor meget tidligere endnu," siger han. "Denne biosensing platform kan hjælpe med at låse op for den næste æra af første Kræft afsløring."

Nanoteknologi værktøjer bidraget til biosensor skabelse

For at gøre enheden så følsom, havde Strangi's hold brug for at overvinde en række problemer. Signifikant kan lysbølger ikke registrere objekter, der er mindre end deres egne fysiske dimensioner, som spænder ned til omkring en halv mikron. Også molekyler i fortyndede opløsninger flyder tilfældigt, hvilket betyder, at de usandsynligt lander på en sensors overflade.

Holdet var i stand til at overvinde disse barrierer ved at udnytte nanoteknologi værktøjer og koble disse til en mikrofluidisk kanal med et konstrueret materiale kaldet et metamateriale. "Det er ekstremt følsomt," siger Strangi. "Når et lille molekyle lander på overfladen, resulterer det i en Stor lokal modifikation, der får lyset til at skifte."

Afhængigt af molekylets størrelse skifter det reflekterende lys forskellige mængder. Forskerne håber at lære at identificere specifikke molekyler, der begynder med biomarkører til forskellige kræftformer, ved deres lysskift.

Strangi og Dr. Nima Sharifi - co-leder af det genitourinære kræftprogram for Case Comprehensive Cancer Center - er begyndt at teste sensoren til tidligere opdagelse af prostatacancer.

"For nogle kræftformer, såsom kolorektal og bugspytkirtelkræft, er tidlig opdagelse afgørende," siger Dr. Sharifi, som også er Kendrick Family Chair for Prostate Cancer Research på Cleveland Clinic. "Høj følsomhedsdetektion af kræftspecifikke proteiner i blodet skal Aktivere detektion af tumorer, når de er på et tidligere sygdomsstadium."

"Denne nye sensorteknologi kan hjælpe os med ikke kun at opdage kræft, men hvilken del af kræft, hvad der driver dens vækst og spredning, og hvad det er følsomt over for," siger han. "Sensoren kan for eksempel hjælpe os med at bestemme markører for aggressiv prostata Kræftformer, som kræver behandlinger eller indolente former, der ikke gør det."

Forskerholdet arbejder også sammen med andre onkologer verden over for at teste enheden med det formål at flytte sensoren mod klinisk brug.

Medical-Diag.com For nylig rapporterede, at højere niveauer af D-vitamin kunne reducere kræftrisiko.

Ellen Jorgensen: Biohacking -- you can do it, too (Video Medicinsk Og Professionel 2022).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom