Naukowcy z Uniwersytetu w Shenzhen opracowali czujnik optyczny zdolny do wykrywania minimalnych ilości biomarkerów nowotworowych we krwi. Innowacja może umożliwić wczesną diagnostykę raka na podstawie rutynowego badania.
Zasada działania nowej technologii
Czujnik łączy nanostruktury wykonane z DNA, kropki kwantowe oraz technologię edycji genów CRISPR w celu wykrywania słabych sygnałów biomarkerów. Jak wyjaśnia lider zespołu, Han Zhang, metoda opiera się na zjawisku optycznym znanym jako generacja drugiej harmonicznej (SHG), które pozwala na pomiar bez konieczności chemicznego wzmacniania sygnału.
System wykorzystuje precyzyjnie rozmieszczone kropki kwantowe, które wzmacniają sygnał optyczny. Gdy białko CRISPR-Cas rozpozna docelowy biomarker, przecina nici DNA utrzymujące kropki kwantowe, co powoduje mierzalny spadek sygnału SHG. Niewielki szum tła tej metody pozwala na wykrywanie ekstremalnie niskich stężeń z dużą czułością.
Skuteczność potwierdzona w badaniach
Zespół z powodzeniem przetestował urządzenie, wykorzystując próbki surowicy ludzkiej od pacjentów z rakiem płuc. Badania skupiły się na biomarkerze microRNA o nazwie miR-21, który jest powiązany z tym nowotworem. Czujnik wykazał wyjątkową czułość, generując wyraźny sygnał nawet przy obecności zaledwie kilku cząsteczek.
Urządzenie okazało się również wysoce specyficzne – ignorowało inne, podobne cząsteczki RNA, wykrywając wyłącznie docelowy biomarker raka płuc. Technologia ta, w odróżnieniu od wielu obecnych testów, nie wymaga dodatkowych, czasochłonnych etapów, co upraszcza i przyspiesza proces diagnostyczny.
Potencjalne zastosowania i przyszłość
Według naukowców, nowa metoda może w przyszłości umożliwić proste badania przesiewowe krwi w kierunku raka płuc, zanim guz stanie się widoczny w tomografii komputerowej. Może również wspierać medycynę spersonalizowaną, pozwalając na monitorowanie poziomu biomarkerów w celu oceny skuteczności leczenia.
Platforma jest programowalna, co oznacza, że można ją potencjalnie dostosować do identyfikacji wirusów, bakterii czy biomarkerów związanych z innymi chorobami, takimi jak choroba Alzheimera. Następnym celem badaczy jest miniaturyzacja systemu i opracowanie jego przenośnej wersji do użytku w placówkach medycznych.
Źródło: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260216044002.htm
