生物360
卵巢癌是女性生殖器官常見的惡性腫瘤之一,發病率僅次於子宮頸癌和子宮癌而列居第三位。但由於卵巢癌的早期症狀不典型,術前卵巢癌診斷相當困難。
通常的檢測方法包括盆腔檢查、放射免疫法或超聲檢查,但這些方法要麼是侵入性檢查,要麼價格昂貴,因此,醫生一般只會建議高危患者進行檢查,但這樣無疑會降低這一癌症的早期診斷率並影響患者存活率。
以色列理工大學的Hossam Haick教授開發出一種覆蓋金奈米顆粒的柔性膜,能夠根據婦女的呼吸,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感測器的幾倍,非侵入性且足夠便宜,有望作為更加經濟有效的方法,用於卵巢癌的普遍篩查。
研究人員在先前的工作中發現,卵巢癌病人的呼吸過程,會釋放獨有混合物質,包括苯乙烯、壬醇、2-乙基己醇、3-庚酮、癸醛、十六烷。在此基礎上,Haick教授的團隊開發了這種針對卵巢癌的奈米感測器。
他們首先選擇能夠與卵巢癌相關的揮發性有機物,發生反應的芳香性配體,與金奈米粒子和柔性條狀聚醯亞胺薄膜,形成整合的交叉反應感應陣列。當患有卵巢癌的病人呼出的氣體經過金奈米粒子,其中的特異性揮發性有機物,會與陣列上的配體反應,引起可測量的電阻變化。
Haick的儀器共需要6個感測器,以便充分檢測發生的反應,並準確地進行疾病診斷。但如果想要讓使這一系統,能更加有效地進行篩查,Haick還需要減少感測器的數量。
Haick團隊找到了一種,能夠使每個感測器獲取更多資料的方法,這使得他們可以將感測器的數量降低到1個。
他們將感測器的帶狀結構彎曲,當感測器的兩端向下彎曲形成一個拱形時,金奈米粒子之間的距離變大,有利於與較大的待診斷分子,進行相互作用;當感測器恢復成平面,顆粒間的距離變小,較小的待診斷分子,能更好地與配體結合。
在整個彎曲過程中,記錄感測器每個位元點的應變,並測量相應的電阻,這樣一來,1個感測器就能獲取足夠的資料,完成之前6個感測器的工作。
為了測試感測器的性能,Haick對43名病人進行了檢測。結果顯示,這種可彎曲感測器,在卵巢癌診斷中,有高達80%的正確率。
紐約州立大學賓漢姆頓大學的Chuan-Jian Zhong教授認為,Haick團隊別具匠心地結合了應變感應,和化學感應來進行癌症檢測,“將這兩種技術放在一個感應陣列系統中進行癌症診斷,令人非常興奮”。
Haick教授目前正致力於將同樣的技術用於結核病感測器。他說,發展中國家需要便宜的篩查工具,對結核病進行檢測,有了這項技術,他認為,列印一個結實又精確的感測器只需要20美分。
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