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:
- Высокая чувствительность к белкам раковых клеток.
- Высокий контраст выходных сигналов.
- Обеспечение высокой жизнеспособности клеток.
- 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.
