A Raman-spektroszkópia lehetőségei az orvoslásban
A Raman-spektroszkópia lézersugarat irányít egy anyagra, és az így nyert molekuláris rezgésekből rendkívül részletes információt szolgáltat. E technológia továbbfejlesztése, a SERS, nanorészecskékkel milliószorosára képes erősíteni a jeleket, de gyakorlati alkalmazását évek óta nehezíti az eljárás megbízhatatlansága és a kismolekulatömegű biomarkerek azonosításának nehézsége.
Az FTMC kutatócsoportja azt tűzte ki célul, hogy a SERS szelektivitását és reprodukálhatóságát javítsa, különösen a bőrrákhoz köthető kismolekulatömegű markerek kimutatására. Több orvosbiológiai anyag, köztük a rákjelzők is, az ultraibolya sugárzást jóval hatékonyabban nyeli el, mint más testszövetek alkotóelemei, így a lézersugár fókuszálásával a szelektív jel kimutatása jelentősen javulhat.
Váratlan siker a rézzel
Ez azonban nem jelenti azt, hogy minden fém alkalmas lenne: a legtöbb SERS-hez ezüstöt vagy aranyat használnak, mert a rézfelületeken régóta nem tapasztaltak hasonló elektromágneses hatást UV-fény alatt. Ám amikor Dr. Vladimir Sivakov hozta a németországi laborjában készített bizmut-, réz- és egyéb fémtartalmú nanorészecskéket Vilniusba, a tesztek azt mutatták, hogy rézzel soha nem látott erősítést értek el UV‑megvilágítás mellett. A siker kulcsa egy kevésbé kutatott kémiai mechanizmus: amikor a biomolekulák a nanorészecske felszínére tapadnak, elektronfelhőjük módosul, így a lézeres gerjesztésre adott válaszaik többszörösére növekszenek.
Biomolekulák azonosítható ujjlenyomatai
A réz nanorészecskéken sikerrel mutattak ki egyszerű aromás vegyületeket, például az adenint – egy elterjedten vizsgált nukleobázist –, és ezek a részecskék hónapokig stabilak maradtak. A csoport a rézzel előkészített mintákon keresztül könnyen összehasonlítható eredményeket ért el nemzetközi szinten is, hiszen az adenint a világ számos laborjában tesztelik. Az egyes molekulák jellegzetes, egyedi spektrális ujjlenyomatait a kutatók a képernyőn azonnal felismerhetik, és minden kiugró jelpont egy-egy adott rezgéshez köthető.
Klinikai alkalmazás küszöbén
A történet tanulsága egyértelmű: a litván csapat célja egy gyors, megbízható bőrrák-bioszenzor megalkotása. Ehhez elég egy megnedvesített szivacsot az érintett bőrfelülethez dörzsölni, majd a mintát réz‑nanorészecskéket tartalmazó vizsgálóoldathoz keverni, ultraibolya fény alá helyezni, és rövid időn belül kész az eredmény.
A kutatók már tervezik a réz–mágneses kompozit nanorészecskék kifejlesztését, amelyeknél a mágnesesség megkönnyítené a részecskék szabályozott leülepítését és tisztítását is. Bár a klinikai felhasználás előtt még számos kihívás vár rájuk, a módszer megbízhatósága, stabilitása és alacsony költsége most először reális lehetőséggé vált.
Ez azonban nem jelenti azt, hogy a fejlesztés már befejeződött – más fémekkel folytatják a kísérleteket, de a réz alkalmazása áttörést jelent a diagnosztikai biotechnológiában.
