研究人員利用彎曲納米傳感器診斷癌癥
以色列理工大學(xué)的Hossam Haick教授開(kāi)發(fā)出一種覆蓋金納米顆粒的柔性膜,能夠根據(jù)婦女的呼吸判斷她是否患有卵巢癌。這種可彎曲裝置像紙一樣薄,收集能力是以前呼吸傳感器的幾倍,非侵入性且足夠便宜,有望作為更加經(jīng)濟(jì)有效的方法用于卵巢癌的普遍篩查。 研究人員在先前的工作中發(fā)現(xiàn),卵巢癌病人的呼吸過(guò)程會(huì)釋放獨(dú)有混合物質(zhì),包括苯乙烯、壬醇、2-乙基己醇、3-庚酮、癸醛、十六烷。在此基礎(chǔ)上,Haick教授的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了這種針對(duì)卵巢癌的納米傳感器。他們首先選擇能夠與卵巢癌相關(guān)的揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)的芳香性配體,與金納米粒子和柔性條狀聚酰亞胺薄膜形成集成的交叉反應(yīng)感應(yīng)陣列。當(dāng)患有卵巢癌的病人呼出的氣體經(jīng)過(guò)金納米粒子,其中的特異性揮發(fā)性有機(jī)物會(huì)與陣列上的配體反應(yīng),引起可測(cè)量的電阻變化。 Haick的儀器共需要6個(gè)傳感器,以便充分檢測(cè)發(fā)生的反應(yīng),并準(zhǔn)確地進(jìn)行疾病診斷。但如果想要讓使這一系統(tǒng)能更加有效地進(jìn)行篩查,Haick還需要減少傳感器的數(shù)量。 Haick團(tuán)隊(duì)找到了一種能夠使每個(gè)傳感器獲取更多數(shù)據(jù)的方法,這使得他們可以將傳感器的數(shù)量降低到1個(gè)。他們將傳感器的帶狀結(jié)構(gòu)彎曲,當(dāng)傳感器的兩端向下彎曲形成一個(gè)拱形時(shí),金納米粒子之間的距離變大,有利于與較大的待診斷分子進(jìn)行相互作用;當(dāng)傳感器恢復(fù)成平面,顆粒間的距離變小,較小的待診斷分子能更好地與配體結(jié)合。在整個(gè)彎曲過(guò)程中,記錄傳感器每個(gè)位點(diǎn)的應(yīng)變,并測(cè)量相應(yīng)的電阻,這樣一來(lái),1個(gè)傳感器就能獲取足夠的數(shù)據(jù),完成之前6個(gè)傳感器的工作。 為了測(cè)試傳感器的性能,Haick對(duì)43名病人進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果顯示,這種可彎曲傳感器在卵巢癌診斷中有高達(dá)80%的正確率。 紐約州立大學(xué)賓漢姆頓大學(xué)的Chuan-Jian Zhong教授認(rèn)為,Haick團(tuán)隊(duì)別具匠心地結(jié)合了應(yīng)變感應(yīng)和化學(xué)感應(yīng)來(lái)進(jìn)行癌癥檢測(cè),“將這兩種技術(shù)放在一個(gè)感應(yīng)陣列系統(tǒng)中進(jìn)行癌癥診斷,令人非常興奮”。 |