Ученые впервые использовали наносенсоры для измерения онкомаркеров в крови

Исследователи из Йельского университета впервые применили наносенсоры для измерения биомаркеров рака в цельной крови. Результаты, опубликованные 13 декабря в онлайн-версии журнала Nature Nanotechnology, могут значительно упростить процедуру тестирования на биомаркеры рака и других заболеваний.

Команда под руководством профессора Марка Рида и доцента Тарека Фахми использовала нанопроволочные сенсоры для обнаружения и измерения концентрации двух специфических биомаркеров: для рака простаты и рака молочной железы.

«Нанодатчики существуют уже десять лет, но они работали только в контролируемых лабораторных условиях, — сказал Рид. — Это первый раз, когда мы смогли использовать их с цельной кровью — сложной средой, содержащей белки, ионы и другие компоненты, влияющие на детекцию».

Чтобы решить проблему работы с цельной кровью, ученые разработали новое устройство, действующее как фильтр. Оно улавливает биомаркеры (в данном случае антигены, специфичные для рака простаты и груди) на чипе, одновременно смывая остальные компоненты крови. Накопление антигенов на чипе позволяет обнаруживать их в чрезвычайно низких концентрациях — порядка пикограмм на миллилитр с точностью 10%. Это эквивалентно обнаружению концентрации одной крупинки соли, растворенной в большом плавательном бассейне.

До сих пор методы детекции могли лишь определить, присутствует ли определенный биомаркер в крови в достаточно высокой концентрации для надежной оценки. «Этот новый метод гораздо точнее определяет концентрации и гораздо меньше зависит от субъективной интерпретации оператора», — отметил Фахми.

Помимо субъективности, текущие тесты также трудоемки. Они включают забор крови, отправку в лабораторию, центрифугирование для разделения компонентов, выделение плазмы и многочасовой химический анализ. Весь процесс занимает несколько дней. Новое же устройство способно определить концентрацию биомаркеров всего за несколько минут.

«Врачи могли бы иметь такие небольшие портативные устройства в своих кабинетах и получать почти мгновенные результаты, — сказал Фахми. — Их также можно брать с собой для тестирования пациентов на месте».

Новая технология также может использоваться для одновременного тестирования широкого спектра биомаркеров — от рака яичников до сердечно-сосудистых заболеваний. «Преимущество этой технологии в том, что для создания миллиона устройств требуются те же усилия, что и для одного. Мы привнесли возможности современной микроэлектроники в детекцию рака», — заключил Рид.

DOI: 10.1038/NNANO.2009.353
Источник: Yale University