Graphene biosensor kunne give tidlig diagnose af lungekræft, viser forskning

Vidundermaterialets grafen kunne holde nøglen til at låse op for næste generation af avancerede, tidlig diagnose af lungekræft.

Et team af forskere fra University of Exeter har udviklet en ny teknik, der kunne skabe en meget følsom grafenbiosensor med evnen til at detektere molekyler af de mest almindelige lungekræftbiomarkører.

Det nye biosensordesign kan revolutionere eksisterende elektroniske næse (e-næse) enheder, der identificerer specifikke komponenter i en specifik dampblanding - for eksempel en persons ånde - og analyserer dens kemiske sammensætning for at identificere årsagen.

Forskerholdet mener, at den nyudviklede enhed viser potentialet til at identificere specifikke lungekræftmarkører på det tidligst mulige stadium, på en bekvem og genbrugelig måde - hvilket gør det både omkostningseffektivt og yderst fordelagtigt for sundhedsudbydere over hele verden.

Forskningen er publiceret i Royal Society of Chemistrys peer-reviewede tidsskrift Nanoskala .

Ben Hogan, en postgraduate forsker fra University of Exeter og medforfatter af papiret forklarede:"De nye biosensorer, som vi har udviklet, viser, at grafen har et betydeligt potentiale for brug som en elektrode i e-næse-enheder. For første gang, vi har vist, at med passende mønstre kan grafen bruges som en specifik, selektiv og følsom detektor til biomarkører.

"Vi mener, at med videreudvikling af vores enheder, en billig, genanvendelig og nøjagtig udåndingstest til tidlig påvisning af lungekræft kan blive en realitet.

Jagten på at opdage levedygtige nye teknikker til nøjagtigt at opdage tidligt stadie af lungekræft er en af ​​de største globale sundhedsudfordringer.

Selvom det er en af ​​de mest almindelige og aggressive kræftformer, dræber omkring 1,4 millioner mennesker på verdensplan hvert år, manglen på kliniske symptomer i dets tidlige stadier betyder, at mange patienter ikke bliver diagnosticeret før sidstnævnte, hvilket gør det svært at helbrede.

På grund af de unormale kræftcellers uhæmmelige natur, mens de begynder i en eller begge lunger, de er tilbøjelige til at sprede sig til andre dele af kroppen hurtigt.

Der er i øjeblikket ingen billige, enkel, eller bredt tilgængelige screeningsmetoder til tidlig diagnose af lungekræft. Imidlertid, til den nye forskning, holdet fra Exeter så på, om grafen kunne danne grundlag for en ny, forbedret biosensorenhed.

Brug af flerlags grafen, holdet foreslår, at nuværende e-næse-enheder - som kombinerer elektroniske sensorer med mekanismer til mønstergenkendelse, såsom et neuralt netværk – kunne revolutionere åndedrætsdiagnostiske teknikker.

Ved at bruge mønstrede flerlags grafenelektroder, holdet var i stand til at vise større sansningsevner for tre af de mest almindelige lungekræftbiomarkører - ethanol, isopropanol og acetone - i en række forskellige koncentrationer.

Teamet mener, at dette kan være det første skridt mod at skabe nye, forbedrede og billigere e-næse-apparater, der kunne give den tidligst mulige lungekræftdiagnose.

Flerlagsgrafen som en selektiv detektor til fremtidige biosensingplatforme for lungekræft er offentliggjort i tidsskriftet Nanoskala .