تشخیص سرطان با دقت ۹۵ درصدی توسط آشکارساز دستی

گزارش کردن شهرآرانیوز; تصور کنید که تشخیص سرطان در مراحل اولیه، در خانه، به اندازه اندازه گیری قند خون یا آزمایش بارداری ساده، سریع و مقرون به صرفه باشد.

محققان چینی یک دستگاه غربالگری سرطان دستی ساخته اند که می تواند نشانگرهای زیستی سرطان در مراحل اولیه را تنها با یک قطره خون تشخیص دهد.

فناوری جدید که توسط دانشگاه Westlake در چین توسعه یافته است، تجهیزات آزمایشگاهی به اندازه یخچال را به یک دستگاه قابل حمل تبدیل می کند و در عین حال دقت تشخیصی را افزایش می دهد.

ساوت چاینا مورنینگ پست (SCMP) گزارش داد که این تیم دقت را به حدود 10000 برابر روش های معمولی افزایش داده است.

این سیستم از یک تراشه حسگر سه بعدی BIC استفاده می کند که فقط به تراشه، منبع نور LED و آشکارساز نوری برای کار کردن نیاز دارد.

اندازه گیری زمزمه های سبک

چشم انداز بیوپسی (گرفتن تصویر میکروسکوپی از یک تومور از یک نمونه خون ساده) برای مدت طولانی یک چالش بوده است. برای دریافت سیگنال‌های ضعیف از تومورهای مرحله اولیه، پزشکان به ماشین‌های عظیم پر از مسیرهای نوری پیچیده، طیف‌سنج‌های گران قیمت و منشورهای حساس نیاز داشتند. علاوه بر این، این آزمایش‌های چند صد دلاری در آزمایشگاه‌های مؤسسه تخصصی، کیلومترها دورتر از بیمارانی که بیشتر به آنها نیاز داشتند، انجام شد.

در این کار جدید، تیم تلاش کرد تا تمرکز را از طول موج‌های پیچیده نور به شدت نور ساده تغییر دهد. قابل ذکر است که تجهیزات حجیم با مکانیزم بسیار حساسی به نام سنسور انکسار سنجی Q-modulated جایگزین شد.

برای مهار این موضوع، یک تراشه متامتریال سه بعدی طراحی شد. این تراشه می تواند تغییرات میکروسکوپی را در نحوه خم شدن نور در هنگام وجود نشانگرهای زیستی سرطان تشخیص دهد. علاوه بر این، فرآیند آهسته و پرهزینه تولید تراشه استاندارد با استفاده از یک تکنیک نوآورانه تولید مبتنی بر آلومینیوم غلبه کرد.

برای درک بهتر حساسیت باورنکردنی این سیستم، تصور کنید که کل محدوده خمشی نور در امتداد یک خط کش یک متری کشیده شده است. در این مقیاس، دستگاه به قدری دقیق است که می تواند تغییرات کوچکی به اندازه چند میلیونم متر را تشخیص دهد.

دقت بالا

این تیم از فرآیند پرزحمت تولید تراشه ها یک به یک فاصله گرفته و روشی مشابه چاپ حرکتی را اتخاذ کرده است. طبق گزارش ها، این روش تولید انبوه هزاران تراشه حسگر سه بعدی یکسان را در یک نوار امکان پذیر می کند و هزینه ساخت هر تراشه را به تنها 5 دلار کاهش می دهد.

این تراشه مقرون به صرفه تنها به یک LED ساده و یک ردیاب نوری برای اندازه گیری شدت نور نیاز دارد و یک دستگاه ساده و فشرده مناسب برای مصارف خانگی ایجاد می کند.

برای اثبات قدرت خود در دنیای واقعی، این تیم با دانشگاه Xiamen همکاری کردند تا با موفقیت بیومارکرهای سرطان ریه (وزیکول های خارج سلولی (sEVs)) را که معمولاً در سطوح بسیار پایین برای تشخیص تجهیزات آزمایشگاهی سنتی وجود دارند، ردیابی کنند.

در آزمایشات، این دستگاه دستی حدود 10000 برابر بیشتر از یک آزمایش آزمایشگاهی استاندارد (ELISA) در تشخیص بیومارکرهای سرطان ریه در مراحل اولیه حساس بود.

هنگامی که این دستگاه دستی بر روی 171 نمونه سرم بیمار مورد ارزیابی قرار گرفت، به دقت قابل توجه 94.9 درصد برای تشخیص زودهنگام سرطان و 92.1 درصد برای نظارت پس از جراحی دست یافت.

در مقایسه، روش استاندارد آزمایشگاهی تنها 74.7 درصد دقت دارد که نشان دهنده پتانسیل این دستگاه برای بهبود قابل توجه تشخیص زودهنگام و ردیابی بیمار است.

این تحقیق با اثبات اینکه سنسورهای مبتنی بر نور بسیار دقیق را می توان کوچک کرد و به طور مقرون به صرفه تولید انبوه کرد، طرحی قابل اعتماد برای نسل جدیدی از ابزارهای پزشکی جیبی ارائه می کند.

چه توسط یک پزشک در یک بیمارستان بزرگ شهری، یک کارمند بهداشتی در یک روستای دورافتاده یا یک بیمار در حال انجام خودآزمایی روی میز آشپزخانه استفاده شود، هدف این فناوری ارائه یک روش جهانی، فوری و در دسترس برای تشخیص زودهنگام سرطان در سراسر جهان است.

این تحقیق در مجله Nature Photonics منتشر شده است.

منبع: ایسنا