Forskere laver ultrafølsom kræftdetektor af 2D-materialer

Celler kan producere unikke elektriske signaler. Disse signaler kan kædes sammen med forskellige kræftformer, såsom bryst-, lunge-, lever-, hjerne-, bugspytkirtel- og prostatacancer, hvilket betyder, at de kan bruges som indikatorer for tidlig kræftdiagnose. Brug af elektriske signaler som indikatorer og mål for kræftbehandlinger kan således potentielt forbedre resultatet for kræftpatienter. Et team af forskere fra SUTD og A*STAR Bioinformatics Institute var ved at udvikle en sensor til påvisning af brystkræftceller, da der kan findes stærke elektriske signaler i disse celler.

Brystkræft er en førende dødsårsag globalt. Risikoen for brystkræft kan reduceres ved at træffe sunde valg som at spise rigtigt, forblive aktiv og ikke ryge. Det er afgørende at identificere dem, der er i fare, så tidligt som muligt for at kunne administrere de relevante terapier og medicinsk behandling. Som et resultat heraf har detektering af signaler fra brystkræftceller tiltrukket det biomedicinske samfunds opmærksomhed, hvilket har ført til forskning og udvikling af en bred vifte af sansemetoder såsom elektroniske biosensorer. Nuværende traditionelle biosensingsmetoder kan kræve et højt antal kræftceller for at kunne påvise succesfuldt. Derfor er en proces med lavt kræftcelletal til tidlig diagnose af brystkræft nødvendig.

Forskerholdet i Singapore udviklede en kombineret elektrisk strøm 2D-materialesensor til påvisning af brystkræftceller. Denne ultrafølsomme sensor var i stand til at detektere elektriske signaler fra et rekordlavt antal kræftceller.

Dette er første gang, at 2D-materialer blev brugt til at identificere elektriske signaler fra brystkræftceller. Todimensionelle materialer tilhører en klasse af nanomaterialer, der består af et par lag af atomer. De har tiltrukket sig meget begejstring på forskellige områder på grund af deres unikke elektroniske egenskaber.

Principal investigator, SUTD adjunkt Dr. Desmond Loke sagde, at "2D-materialer har været genstand for nyere aktiv forskning og bruges i en bred vifte af applikationer, herunder biosensing. I dette arbejde har vi kombineret molybdændisulfidet (MoS2 ) nanoplader med en elektrisk strøm, hvilket fører til en ny række af muligheder inden for biosensing."

Baseret på resultaterne af computersimuleringer fandt forskerne ud af, at forstyrrelsen af ​​kræftcellemembranen - som følge af det indlejrede 2D-materiale - og den endelige vinkel på 2D-materialearket bidrog til stigningen i modstand. Da strømmen løber langs 2D-materialearket, forstyrrer hældningen af ​​2D-materialearket strømstrømmen langs cellemembranen. Desuden kunne de udtrukne cellemembrankomponenter have øget modstanden mellem nanopladen og cellemembranen, der fungerer som en isolator og hindrer strømgennemstrømningen.

"Vi fandt ud af, at sensoren kan detektere elektriske signaler med omkring 70 % færre kræftceller end traditionelle elektroniske sensorer." Loke kommenterede.

"Vores undersøgelse giver mulighed for at udvikle nye sensorer til påvisning af brystkræftceller. Desuden kunne denne følsomme påvisningsmetode øge chancerne for overlevelse af brystkræftpatienter," tilføjede Dr. Loke.

Forskningen blev offentliggjort i Nanoscale Advances . + Udforsk yderligere

Forbrugersundhed:Skal du til en mammografi?