Углеродные нанотрубки обнаруживают маркеры рака легких в дыхании

Используя массив нанотрубковых устройств, каждое из которых покрыто разным органическим материалом, исследователи из Израильского технологического института разработали диагностическую систему, способную диагностировать рак легких по образцу дыхания пациента. Результаты исследования под руководством Хоссама Хайка, Ph.D., опубликованы в журнале Nano Letters.

Исследователи создали отдельные устройства, состоящие из случайных сетей однослойных углеродных нанотрубок, покрытых одним из 10 различных изолирующих неполимерных органических материалов. Для создания сенсоров использовались стандартные технологии производства микропроцессоров. Благодаря разным органическим покрытиям, каждое устройство давало уникальный отклик при воздействии широкого спектра из более чем 200 летучих органических соединений, присутствующих в дыхании человека.

Для калибровки устройств ученые собрали образцы дыхания 15 здоровых некурящих людей и 15 пациентов с раком легких 4-й стадии. Органические соединения в каждом образце были сконцентрированы методом твердофазной микроэкстракции и проанализированы с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии (GC-MS) — высокоточного, но дорогого и трудоемкого метода. Затем те же образцы были протестированы с помощью сенсорного массива; электрический отклик устройств изменялся характерным образом в зависимости от точной смеси органических соединений в образцах.

На основе этих данных исследователи смогли различить два типа откликов от каждого из 10 элементов массива. В первых тестах не было обнаружено пересечения в паттернах отклика между здоровыми людьми и пациентами с раком легких. В настоящее время система тестируется на значительно большей группе пациентов и здоровых людей.

Работа подробно описана в статье «Detecting simulated patterns of lung cancer biomarkers by random network of single-walled carbon nanotubes coated with nonpolymeric organic materials». Аннотация доступна на сайте журнала.