A forradalmi képalkotás felfedi a rák legkorábbi jeleit

Jellemző példa, hogy a Michigan State University kutatói egy rendkívül érzékeny képalkotó rendszert fejlesztettek ki, amely a nagyon gyenge, úgynevezett Raman-jeleket is képes észlelni, és ezek alapján megkülönböztetni a rákos szöveteket az egészséges szövetektől. Érdemes megvizsgálni, hogyan alapozhatja meg ez a forradalmi technológia a daganatszűrés új korszakát.

Ultraszenzitív felismerés nanorészecskékkel

Az új rendszer nanorészecskéket használ, amelyek hozzákapcsolódnak a daganatokat jelző molekulákhoz. Ezek a SERS-nanorészecskék pontosan megmutatják, hol lehet jelen a tumoros elváltozás. Amint a vizsgált területre juttatják őket, a rendszer leolvassa speciális Raman-jelüket, majd automatikusan kiemeli azokat a régiókat, ahol feltételezhetően daganat található. Ennek köszönhetően jóval érzékenyebbé vált a kimutatás, és akár négyszer gyengébb jeleket is képes felismerni, mint a ma forgalomban lévő hasonló készülékek.

Új korszak a diagnosztikában

A diagnosztikai folyamat jelenleg hosszadalmas, mert szövetmintát kell festeni, majd patológusnak átvizsgálnia. Az új eljárás viszont gyors kiértékelést tesz lehetővé, így felgyorsíthatja a daganatok szűrését. A technológia sikerének kulcsa egy szupravezető nanohuzalos egyfoton-detektor (SNSPD), amely egyedi fotonokat is érzékel, miközben a háttérzajt minimálisra csökkenti. A lézerforrást is továbbfejlesztették, hogy változó hullámhosszon működjön, önállóan felismerve a daganatok molekuláris ujjlenyomatát.

Tesztelés többféle mintán

A tesztek során hialuronsavval bevont SERS-nanorészecskéket használtak, amelyek specifikusan a CD44 fehérjéhez tapadnak, amely számos tumorsejt felszínén megtalálható. Kimutatták, hogy a rendszer akár nagyon alacsony koncentrációban (femtomoláris szinten) is felismeri a tumorsejteket egérdaganatból, tenyésztett emlőráksejtekből és egészséges szövetmintákból. A jelek kizárólag a daganatos területen jelentek meg, az egészséges mintákban az észlelésük elhanyagolható volt.

További fejlesztések és klinikai alkalmazás

A kutatók következő lépésként a rendszer sebességének növelését és nagyobb mintaszámú érvényesítését tervezik. Új lézertípusokon – például VCSEL-eken – dolgoznak, és vizsgálják, vajon a lézersugárzás tartományának szűkítésével tovább javítható-e a pontosság. Emellett többféle daganatjelző egyidejű felismerésén is dolgoznak, hogy a módszer minél szélesebb körben felhasználható legyen. Az áttörést az ipari partner, a Quantum Opus által biztosított szupravezető érzékelők is segítették.

2025, adminboss, www.sciencedaily.com alapján