Российские ученые разработали гибридный датчик для обнаружения рака
Российские ученые разработали нанофотонно-микрожидкостный датчик, который потенциально может быть использован для обнаружения рака, мониторинга и оценки ответа на лечение.В команду вошли исследователи из НИУ ВШЭ, Сколковского института науки и технологий (Сколтех), Московского государственного педагогического университета (МПГУ) и Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (МИСиС).
Они разработали миниатюрное сенсорное устройство, которое идентифицирует газы и жидкости, растворенные в растворителях при низких концентрациях, с высоким уровнем точности.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 30% новых случаев рака можно предотвратить и столько же можно вылечить при их раннем выявлении.
Новое сенсорное устройство способно выполнять комплексный биохимический анализ, который считается наиболее многообещающим подходом к раннему выявлению рака.
Профессор МИЭМ НИУ ВШЭ Григорий Гольцман: «Наше исследование — важный шаг на пути к созданию компактного устройства «лаборатория на чипе», способного не только проводить полный набор анализов крови, но и выявлять биомаркеры рака на ранней стадии с использованием очень небольшого количества крови больного.В идеале мы стремимся создать небольшое портативное устройство, для которого нужна всего лишь капля крови. Нажав кнопку, врач увидит результаты, например, что параметры в норме или необходимы дополнительные анализы».
Новое устройство оснащено нанофотонными оптическими датчиками на чипе, а также микрожидкостными каналами над поверхностью датчика.Жидкости или газы, прокачиваемые по каналам, влияют на распространение оптического излучения в высокочувствительных нанофотонных устройствах, приводя к изменению спектральных характеристик.По изменениям спектральных характеристик исследователи могут определить состав образца.
Кровь человека содержит экзосомы — микроскопические везикулы, выделяемые в межклеточное пространство клетками тканей и органов, которые важны для предварительной диагностики онкологических заболеваний.Экзосомы служат полезными биомаркерами в онкологии, поскольку их концентрация в крови увеличивается и достигает аналитически значимых значений на ранней стадии рака .
Исследовательская группа тестировала датчик не на образцах крови, а на водных растворах изопропилового спирта в 20 различных концентрациях, от 0,08% до 72% по весу.Они намерены дополнительно усовершенствовать устройство для обнаружения рака на основе экзосом.
Выпускник ВШЭ, автор статьи Алексей Кузин сказал: «Сегодня экспериментальное оборудование, необходимое для работы прибора, достаточно громоздкое. Установка включает перистальтический насос, перестраиваемый лазер, фотодетектор, чип и ПК для обработки данных.В будущем мы надеемся создать компактное и портативное устройство для экспресс-тестирования, которое сократит время и стоимость диагностики рака, мониторинга и оценки ответа на лечение».
Поделиться
Источник