Эта сверхчувствительная система визуализации может обнаружить рак раньше
Новая компактная система на основе поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS) с однофотонным сверхпроводящим детектором позволяет надёжно отличать раковую ткань от здоровой, обнаруживая сверхслабые сигналы от целевых наночастиц
Короткое резюме
Учёные из Мичиганского университета разработали новую компактную систему рамановской визуализации, которая с высокой чувствительностью и контрастом отличает раковые ткани от здоровых. Система использует наночастицы SERS, покрытые гиалуроновой кислотой для привязки к опухолевому маркеру CD44, и детектирует их сверхслабые спектральные сигналы с помощью сверхпроводящего нанопроводного однофотонного детектора (SNSPD) в сочетании с лазером с перестраиваемой длиной волны.
Эксперименты показали, что система способна обнаруживать сигналы примерно в четыре раза слабее, чем коммерческие аналоги, достигая фемтомолярной чувствительности. Сильные сигналы SERS были сконцентрированы в образцах раковых клеток молочной железы и опухолей мышей, тогда как в здоровых тканях фоновый сигнал был минимальным. Такая избирательность обеспечивает чёткое визуальное контрастирование опухолевых областей.
Технология имеет потенциал для создания портативных или интраоперационных устройств, которые смогут ускорить скрининг, повысить точность забора биопсийного материала и позволят менее инвазивно контролировать прогрессирование заболевания. В перспективе это может сократить время от обнаружения до лечения. Следующие шаги включают увеличение скорости сканирования, проведение дополнительных валидационных исследований и эксперименты с мультиплексированием для одновременного нацеливания на несколько биомаркеров.
Рекордная чувствительность
Система обнаруживает рамановские сигналы примерно в 4 раза слабее, чем коммерческие аналоги, благодаря комбинации SNSPD-детектора и лазера с перестраиваемой длиной волны
Высокий опухолевый контраст
Наночастицы SERS, нацеленные на маркер CD44, сильно накапливаются в опухолевых клетках (в культуре и in vivo), создавая чёткое отличие от здоровых тканей с минимальным фоном
Потенциал для клинического перевода
Компактный и волоконно-оптический дизайн системы облегчает её миниатюризацию для создания портативных устройств для раннего обнаружения рака, интраоперационного использования или мониторинга
Универсальность платформы
Метод может быть адаптирован для других типов рака путём замены целевой молекулы на наночастицах, а в будущем — для мультиплексного анализа нескольких биомаркеров одновременно
Текст сгенерирован с использованием ИИ
