Nový vreckový detektor odhalí rakovinu z jedinej kvapky krvi za pár minút

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Presnosť detekcie raného štádia dosahuje 94,9 %.

• Analýza jednej kvapky krvi trvá 15 minút.

• Výroba senzoru stojí 5 USD.

Súčasné prístroje na detekciu onkologických biomarkerov sú zvyčajne veľmi rozmerné a svojou veľkosťou pripomínajú skôr chladničky. Vyžadujú zložité optické systémy a sú spravidla umiestnené výhradne v špecializovaných nemocničných laboratóriách. Výskumníci z univerzity Westlake tento logistický problém vyriešili zmenšením celého systému do prenosného formátu.

Výsledný analyzátor je navrhnutý tak, aby sa celkovými rozmermi pohodlne zmestil do ľudskej dlane. Zariadenie na svoju plnú prevádzku vyžaduje len prítomnosť jedinej kvapky pacientovej krvi. Konštrukcia prístroja kombinuje kompaktný senzorový čip, integrovaný svetelný zdroj z diód a citlivý fotodetektor.

Systém je primárne zameraný na vyhľadávanie malých extracelulárnych vezikúl, ktoré cirkulujú v krvnom obehu. V ranom štádiu onkologického ochorenia pľúc sa tieto mikroskopické častice nachádzajú v tele v extrémne nízkych koncentráciách.  

Zariadenie využíva inovatívny princíp modulácie radiatívneho faktora prostredníctvom trojrozmerných nanofotonických štruktúr. Nový senzor dokáže zachytiť biomarkery aj pri koncentrácii klesajúcej na úroveň 24 attomolov. Detekcia prebieha v reálnom čase bez nutnosti použiť rádioaktívne alebo fluorescenčné chemické značky.

Spolupráca s univerzitou Xiamen umožnila rozsiahle testovanie presnosti na 171 klinických vzorkách pacientov. Výsledky štúdie zverejnené v periodiku Nature Photonics preukázali úspešnosť diagnostiky raných fáz ochorenia na úrovni 94,9 %. Pri následnom sledovaní stavu pacientov po chirurgických zákrokoch dosiahol prístroj presnosť 92,1 %.

Pre porovnanie, bežné klinické testy dosahovali pri podobných úlohách presnosť iba okolo 74,7 %. Nová technológia je vďaka svojim vlastnostiam približne desaťtisíckrát citlivejšia ako predchádzajúci priemyselný štandard. Celý proces analýzy vzorky a jej vyhodnotenia trvá maximálne pätnásť minút.

Dôležitým parametrom je aj škálovateľnosť výrobného procesu samotných jednorazových senzorových súčiastok. Aplikovaný technologický postup umožňuje hromadnú produkciu čipov pri veľmi nízkych nákladoch. Cena za jeden spotrebný senzor by mala v komerčnej prevádzke dosahovať približne 5 USD.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Zariadenie sprístupní rýchlu onkologickú diagnostiku pre pacientov aj mimo špecializovaných laboratórií a veľkých nemocníc.

Zdorj: interestingengineering.com foto: ChatGPT