Videnskab
 science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Opdager kræft tidligt

Nanopartikler forbundet til antistoffer er selvlysende i to spektralområder. Dette gør det muligt at kontrollere den homogene besættelse af sensorelektroden. Kredit:Fraunhofer ISC/Ingo Peters

En ny testmetode er ved at blive udviklet til at opdage kræft kort tid efter, at tumoren er dannet. Det vil identificere karakteristiske stoffer i blodet, som ledsager en bestemt type tumor. De første trin i udviklingen er allerede gennemført.

Jo tidligere lægen finder tumoren, jo bedre er patientens chancer for at blive rask. En ny testmetode sigter mod at opdage sygdommen i dens indledende stadier. Teknologien er baseret på en mikrofluidisk chip med bittesmå kanaler, hvori en blodprøve fra patienten cirkulerer. Chippen sporer markørproteiner, som er tegn på kræft. Den målte koncentration af tumormarkøren i blodet vil hjælpe læger med at diagnosticere sygdommen på et tidligt tidspunkt. Lignende testsystemer findes allerede, men deres målinger er ikke særlig præcise, og de kan kun detektere molekyler, der er til stede i blodet i store mængder. Hvad mere er, testene skal udføres i et laboratorium, hvilket er tidskrævende og dyrt.

Et projekt finansieret af det tyske ministerium for uddannelse og forskning og koordineret af Fraunhofer FIT har til formål at forbedre tingene. Biofunktionaliserede nanopartikler udviklet af forskere ved Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC i Würzburg er nøgleelementet i den nye sensor.

"Vi har forbedret detektionsgrænsen sammenlignet med den nuværende teknik med en faktor på hundrede, " forklarer Dr. Jörn Probst, Leder af Business Unit Life Science ved ISC. "Mens der tidligere var brug for hundrede molekyler i en vis mængde blod for at påvise tumormarkører, vi mangler nu kun én. Det betyder, at sygdomme kan diagnosticeres meget tidligere end med de nuværende metoder."

Men hvordan registrerer biosensoren integreret i chippen de få biomolekyler, der svømmer rundt i blodet, som er tegn på en bestemt sygdom? "Vi har placeret antistof-optagne nanopartikler på sensorelektroden, som fisker de relevante proteiner ud. Til dette formål, vi pumper gentagne gange blodet hen over elektrodeoverfladen. Som med en flod, strømmen er hurtigst i midten af ​​kanalen, og vandet løber langsommere nær bredden. Vi har derfor lavet en slags fiskestang ved hjælp af nanopartikler, som registrerer antistofferne midt i blodgennemstrømningen, hvor de fleste proteiner svømmer forbi pr. tidsenhed." Hvis et antistof fanger det matchende protein, en tumormarkør, den elektriske ladningsfordeling skifter, og dette opfanges af elektroden.

Forskergrupperne er nu ved at udvikle en første demonstrator, der kombinerer fire uafhængige enkeltmolekylefølsomme biosensorer. Eksperterne arbejder også på samtidig påvisning af flere tumormarkører, hvilket vil øge klarheden af ​​testene. Systemet vil være klar til at komme på markedet om nogle år.