Достижения в области быстрого обнаружения и мониторинга рака

Инженеры сообщают о достижениях в области быстрого обнаружения и мониторинга рака
Когда дело доходит до обнаружения рака, размер имеет значение. Традиционная диагностическая визуализация не может обнаружить опухоли меньше определенного размера, что приводит к упущению возможностей для раннего обнаружения и лечения. Циркулирующие экзосомы опухоли являются особенно маленькими биомаркерами рака, и их легко не заметить. Эти нанопузырьки состоят из молекул, отражающих родительские клетки. Но из-за того, что они крошечные (~ 30-150 нм в диаметре) и сложные, точное обнаружение биомаркеров, переносимых экзосомами с молекулярной специфичностью, невозможно.

До сих пор, сообщает в журнале IEEE Sensors Вэй-Чуан Ши, профессор электротехники и компьютерной инженерии из инженерного колледжа Хьюстона Каллен.

«Эта работа впервые демонстрирует, что сильная синергия матричной радиационной связи и подрезания подложки может обеспечить высокопроизводительный биосенсор в видимом спектре света, где высококачественные недорогие кремниевые детекторы легко доступны для точек доступа. приложение по уходу «, — сказал Ши. «Результатом является заметное улучшение чувствительности с увеличением показателя преломления чувствительности с 207 нм / RIU до 578 нм / RIU».

С технической точки зрения, Ши восстановил электрическое поле вокруг нанодисков, обеспечивая доступ к скрытому усиленному электрическому полю. Нанодиски — это искусственные наноструктуры, функционализированные антителами, которые помогают захватывать экзосомы с молекулярной специфичностью.

«Мы сообщаем о радиационно-связанных матричных золотых нанодисках на невидимой подложке (AGNIS) как о безметочной (не требующей флуоресцентных меток), рентабельной и высокопроизводительной платформе для молекулярно-специфического биосенсинга экзосом. Подложка AGNIS была изготовлена ​​с помощью пластины Наносферная литография в масштабе без необходимости дорогостоящей литографии », — сказал Ши.

Это позволяет быстро проводить скрининг поверхностных белков экзосом для диагностики и обнаружения биомаркеров. В качестве примера Ши показал, что множественные поверхностные антигены (CD9, CD63 и CD81) более многочисленны в экзосомах, происходящих от рака, чем в экзосомах нормальных клеток.

Текущее профилирование экзосом опирается в первую очередь на технологию секвенирования ДНК, флуоресцентные методы, такие как проточная цитометрия или иммуноферментный анализ (ELISA), который включает сложные процедуры подготовки образцов и требует маркировки и амплификации, все процессы являются трудоемкими и дорогостоящими. Цель Ши — усилить сигнал, разработав технику без меток.

«Украшая поверхность золотых нанодисков различными антителами (например, CD9, CD63 и CD81), профилирование экзосом без меток показало повышенную экспрессию всех трех поверхностных белков в экзосомах, происходящих от рака», — сказал Ши. «Чувствительность для обнаружения экзосом находится в пределах 112-600 (экзосом / мкл), что было бы достаточно для многих клинических применений».