تشخیص سریع سرطان با استفاده از مهندسی نانو ذرات

آفتاب‌‌نیوز :

وقتی صحبت از تشخیص سرطان می‌شود، اندازه اهمیت دارد. تصویربرداری تشخیصی سنتی نمی‌تواند تومور‌های کوچکتر از یک اندازه مشخص را تشخیص دهد و این باعث از دست رفتن فرصت‌های تشخیص و درمان زودهنگام می‌شود.

به گزارش مدیکال اکسپرس، اگزوزوم‌های تومور در گردش، نشانگر‌های زیستی کوچک سرطان هستند و به راحتی نمی‌توان آن‌ها را از دست داد. این نانو ذرات از مولکول‌هایی تشکیل شده‌اند که سلول‌های والدین را منعکس می‌کنند اما به دلیل کوچک و پیچیده بودن آن‌ها (قطر ۳۰-۱۵۰ نانومتر)، تشخیص دقیق نشانگر‌های زیستی حامل اگزوزوم با ویژگی مولکولی مبهم است.

وی چوان شی، استاد مهندسی برق و کامپیوتر در کالج مهندسی دانشگاه هوستون کالن، در مجله IEEE Sensors گزارشی در این باره منتشر کرده است.

شی گفت این کار برای اولین بار نشان می‌دهد که هم افزایی قوی از اتصال تابشی آرایه‌ای و بستر زیر لایه می‌تواند بیوسنس با عملکرد بالا را در طیف نور مرئی، جایی که آشکارساز‌های سیلیکون با کیفیت بالا و ارزان قیمت به آسانی در دسترس هستند. نتیجه بهبود حساسیت ضریب شکست از ۲۰۷ نانومتر/RIU به ۵۷۸ نانومتر/RIU قابل توجه است.

از نظر فنی، شی میدان الکتریکی اطراف نانودیسک‌ها را بازیابی کرده و دسترسی به میدان الکتریکی تقویت شده دیگری را فراهم می‌کند. نانودیسک‌ها نانوساختار‌های مصنوعی فعال شده با آنتی بادی هستند که به جذب اگزوزوم با ویژگی مولکولی کمک می‌کند.

او می‌گوید: ما نانودیسک‌های طلایی آرایه‌ای را به صورت تابشی روی بستر نامرئی (AGNIS) بدون برچسب (بدون نیاز به برچسب فلورسنت)، مقرون به صرفه و با کارآیی بالا برای سنجش زیستی اگزوزوم‌های مولکولی خاص گزارش می‌دهیم. بستر AGNIS توسط ویفر ( لیتوگرافی مقیاس نانوسفر بدون نیاز به لیتوگرافی پرهزینه) ساخته شده است.

این امکان غربالگری سریع پروتئین‌های سطحی اگزوزوم‌ها را برای تشخیص و کشف نشانگر‌های زیستی فراهم می‌کند. به عنوان مثال، شی نشان داده است که آنتی ژن‌های سطحی متعدد (CD۹، CD۶۳ و CD۸۱) در اگزوزوم‌های ناشی از سرطان فراوان‌تر از سلول‌های طبیعی هستند.

پروفایل فعلی اگزوزوم در درجه اول متکی به فناوری تعیین توالی DNA، تکنیک‌های فلورسنت مانند فلوسیتومتری یا روش ایمونوسوربنت مرتبط با آنزیم (ELISA) است که شامل مراحل آماده سازی نمونه پیچیده است و نیاز به برچسب زدن و تقویت دارد. هدف شی تقویت سیگنال با توسعه تکنیک بدون برچسب است.

شی گفت: با تزئین سطح نانودیسک‌های طلا با آنتی بادی‌های مختلف (به عنوان مثال، CD۹، CD۶۳ و CD۸۱)، پروفایل اگزوزوم بدون برچسب افزایش بیان هر سه پروتئین سطحی را در اگزوزوم‌های ناشی از سرطان نشان داده است. حساسیت برای تشخیص اگزوزوم‌ها در محدوده ۱۱۲-۶۰۰ (اگزوزوم/μL) است که در بسیاری از کاربرد‌های بالینی کافی خواهد بود.