Forskere bruger nanosensorer for første gang til at måle kræftbiomarkører i blod

Et hold ledet af forskere fra Yale University har brugt nanosensorer til at måle kræftbiomarkører i fuldblod for første gang. Deres resultater, som vises 13. december i den avancerede online udgivelse af Natur nanoteknologi , kunne dramatisk forenkle den måde, læger tester for biomarkører for kræft og andre sygdomme.

Holdet - ledet af Mark Reed, Yales Harold Hodgkinson professor i ingeniørvidenskab og anvendt videnskab, og Tarek Fahmy, en lektor i biomedicinsk og kemiteknik - brugte nanotrådssensorer til at detektere og måle koncentrationer af to specifikke biomarkører:en for prostatacancer og den anden for brystkræft.

"Nanosensorer har eksisteret i det sidste årti, men de arbejdede kun i kontrolleret, laboratorieindstillinger, " sagde Reed. "Det er første gang, vi har været i stand til at bruge dem med fuldblod, som er en kompliceret løsning, der indeholder proteiner og ioner og andre ting, der påvirker detektion."

For at overvinde udfordringen med at påvise fuldblod, forskerne udviklede en ny enhed, der fungerer som et filter, at fange biomarkørerne - i dette tilfælde, antigener, der er specifikke for prostata- og brystkræft - på en chip, mens resten af ​​blodet vaskes væk. At skabe en opbygning af antigenerne på chippen giver mulighed for påvisning ned til ekstremt små koncentrationer, i størrelsesordenen pikogram pr. milliliter, med 10 procents nøjagtighed. Det svarer til at kunne detektere koncentrationen af ​​et enkelt saltkorn opløst i en stor swimmingpool.

Indtil nu, Detektionsmetoder har kun været i stand til at bestemme, om en bestemt biomarkør er til stede i blodet i tilstrækkelig høje koncentrationer til, at detektionsudstyret kan give pålidelige skøn over dets tilstedeværelse. "Denne nye metode er meget mere præcis til at udlæse koncentrationer, og er meget mindre afhængig af den enkelte operatørs fortolkning, " sagde Fahmy.

Ud over at stole på lidt subjektive fortolkninger, nuværende test er også arbejdskrævende. De involverer at tage en blodprøve, sende det til et laboratorium, bruge en centrifuge til at adskille de forskellige komponenter, at isolere plasmaet og sætte det igennem en timelang kemisk analyse. Hele processen tager flere dage. Sammenlignet med, den nye enhed er i stand til at udlæse biomarkørkoncentrationer på få minutter.

"Læger kunne have disse små, bærbare enheder på deres kontorer og få næsten øjeblikkelige aflæsninger, " sagde Fahmy. "De kunne også bære dem ud i marken og teste patienter på stedet."

Den nye enhed kan også bruges til at teste for en lang række biomarkører på samme tid, fra kræft i æggestokkene til hjerte-kar-sygdomme, sagde Reed. "Fordelen ved denne teknologi er, at det kræver den samme indsats at lave en million enheder, som det kræver at lave én enkelt. Vi har bragt kraften fra moderne mikroelektronik til kræftdetektion."

Mere information: DOI:10.1038/NNANO.2009.353

Kilde:Yale University (nyheder:web)