Вирусное усиление наноматериального сенсора рака улучшает раннее обнаружение

Исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) разработали усовершенствованную систему обнаружения клеток рака молочной железы с повышенной скоростью и чувствительностью, используя вирусный механизм для улучшения точности сенсора.

Биомаркеры играют ключевую роль в раннем обнаружении рака и мониторинге после лечения. Однако низкое количество раковых клеток на ранних стадиях затрудняет их выявление.

Доцент Десмонд Лок из SUTD и его команда предложили новое решение, описанное в статье "Shape complementarity processes for ultrashort-burst sensitive M13–PEG–WS2-powered MCF-7 cancer cell sensors" в журнале Nanoscale.

Цель и метод

Целью было создание платформы для выявления рака молочной железы до появления тяжелых симптомов. Исследователи работали с наноматериалами, чтобы повысить чувствительность существующей технологии цифрового биомолекулярного сенсора (DBS).

Новая система P-DBS

Команда разработала новую систему — фаговый DBS (P-DBS). Её основа — двумерный наноматериал дисульфид вольфрама (WS2), известный высокой проводимостью. На его листы нанесли фаг-комбинированный полимер, который выступает элементом распознавания для клеток рака молочной железы.

Принцип работы вирусного усиления

Белки вируса (фага) обладают высокой специфичностью к сборке на поверхности клеток рака молочной железы. Эта форма комплементарности позволяет системе обнаруживать даже очень малое количество клеток, обеспечивая сверхвысокую точность сенсора.

Результаты и преимущества

P-DBS соответствует четырём ключевым критериям эффективного биосенсора:

  1. Высокая чувствительность к белкам раковых клеток.
  2. Высокий контраст выходных сигналов.
  3. Обеспечение высокой жизнеспособности клеток.
  4. Короткое время считывания.

Новая техника позволила обнаруживать раковые клетки в образцах, примерно на 74% меньших, чем типичные размеры групп клеток для других электрических сенсоров. Контраст сигнала у P-DBS был на 58% выше.

Значение и перспективы

Созданная вирус-управляемая платформа сенсора на 2D-материалах может стать значительным шагом в борьбе с раком молочной железы. Если результаты подтвердятся в будущих клинических исследованиях, этот сенсор может стать ценным точным инструментом для ранней диагностики.