Naukowcy z Shenzhen University stworzyli czujnik zdolny do wykrywania minimalnych ilości biomarkerów nowotworowych we krwi. Innowacja może umożliwić wczesną diagnostykę raka na podstawie rutynowego badania.
Przełom w wykrywaniu wczesnych sygnałów choroby
Biomarkery, takie jak fragmenty DNA czy białka, mogą sygnalizować obecność raka, jego postęp lub ryzyko rozwoju. Problem polega na tym, że we wczesnych stadiach choroby ich stężenie jest niezwykle niskie, co utrudnia pomiar tradycyjnymi metodami.
Zespół badawczy pod kierownictwem Han Zhanga z Shenzhen University w Chinach opracował czujnik optyczny, który łączy nanostruktury DNA, kropki kwantowe i technologię edycji genów CRISPR. Urządzenie wykorzystuje zjawisko generacji drugiej harmonicznej (SHG) do wykrywania słabych sygnałów biomarkerów bez potrzeby ich chemicznego wzmacniania.
Jak działa nowa technologia
System opiera się na generacji drugiej harmonicznej (SHG) na powierzchni półprzewodnika – dwusiarczku molibdenu. Nanostruktury DNA w kształcie piramid precyzyjnie pozycjonują kropki kwantowe, które wzmacniają sygnał optyczny. Technologia CRISPR-Cas została włączona w celu rozpoznawania specyficznych biomarkerów.
Gdy białko Cas12a wykryje poszukiwany cel, przecina nici DNA, co powoduje mierzalny spadek sygnału SHG. Ponieważ metoda ta generuje bardzo mało szumów tła, system może wykrywać niezwykle niskie stężenia biomarkerów raka z wysoką czułością, nawet przy obecności zaledwie kilku cząsteczek.
Potencjał i przyszłe zastosowania
Badacze z powodzeniem przetestowali urządzenie na próbkach surowicy od pacjentów z rakiem płuc, wykrywając biomarker miR-21 na poziomie sub-atomolarnym. Technologia ta może umożliwić proste badania przesiewowe w kierunku raka płuc, zanim guz stanie się widoczny w tomografii komputerowej.
Dzięki programowalności platforma może być w przyszłości dostosowana do identyfikacji wirusów, bakterii czy biomarkerów chorób takich jak Alzheimer. Kolejnym celem naukowców jest miniaturyzacja systemu i stworzenie przenośnej wersji urządzenia do użytku w klinikach i odległych rejonach.
Źródło: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260216044002.htm
