Рамановский сенсор мочи, способный обнаруживать раковые метаболиты

Ученые из Корейского института материаловедения (KIMS) создали тест мочи на основе технологии рамановской спектроскопии, который может обнаружить метаболические соединения, вырабатываемые раковыми опухолями поджелудочной железы и простаты. Использование этого метода потенциально позволит проводить быстрый и удобный скрининг рака.

Информацию о своей разработке исследователи опубликовали в журнале Biosensors and Bioelectronics.

Технология использует бумажную полоску, на которую наносится образец мочи. Бумага содержит "кораллообразные" структуры, которые способствуют усилению оптического сигнала раковых метаболитов в моче, когда бумажная полоска освещается светом, что позволяет исследователям получать спектральные сигналы для каждого образца. Анализируя образцы мочи больных раком и здоровых добровольцев, исследователи смогли с помощью методов машинного обучения выявить метаболические признаки рака поджелудочной железы и простаты, что открывает путь для применения технологии в диагностике этих видов рака.

Многие виды рака обнаруживаются задолго до того, как становится возможным их эффективное лечение. Некоторые, такие как рак поджелудочной железы, очень трудно диагностировать, пока они не перейдут в запущенную стадию. Если упустить этот момент для раннего лечения, то возможности лечения часто оказываются весьма ограниченными, и многие пациенты получают плохие результаты.

Рутинный скрининг рака может помочь выявить скрытый рак, но многие традиционные методы диагностики рака, такие как гистологический анализ или визуализация, не очень подходят для крупных скрининговых программ, их неудобно и дорого применять в больших группах людей.  

Однако анализ мочи на трудно выявляемые виды рака был бы очень удобен для скрининга рака, и корейские исследователи разработали такую технологию. Как заявили разработчики нового метода,

Поскольку ранняя диагностика является наиболее важной для неизлечимых заболеваний, таких как рак, мы ожидаем, что эта технология обеспечит новый метод диагностики.   

Недорогое устройство, использующее бумажные полоски, основано на применении рамановской спектроскопии (спектроскопии комбинационного рассеяния света), и для проведения анализа требуется всего 10 микролитров мочи. Пористый бумажный сенсор был усилен плазмонным наноматериалом в форме коралла, который усиливает оптический сигнал метаболитов рака более чем в 1 миллиард раз, что позволяет обнаружить сигнал. В ходе проведенных испытаний исследователи сообщили, что технология позволяет отличить 99% образцов, взятых у пациентов с раком простаты или поджелудочной железы, от образцов здоровых добровольцев.