可彎曲納米傳感器可檢測癌癥 正確率可達(dá)80%

卵巢癌是女性生殖器官常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率僅次于子宮頸癌和子宮癌而列居第三位。但由于卵巢癌的早期癥狀不典型，術(shù)前卵巢癌診斷相當(dāng)困難。通常的檢測方法包括盆腔檢查、放射免疫法或超聲檢查，但這些方法要么是侵入性檢查，要么價格昂貴，因此，醫(yī)生一般只會建議高危患者進(jìn)行檢查，但這樣無疑會降低這一癌癥的早期診斷率并影響患者存活率。

以色列理工大學(xué)的Hossam Haick教授開發(fā)出一種覆蓋金納米顆粒的柔性膜，能夠根據(jù)婦女的呼吸判斷她是否患有卵巢癌。這種可彎曲裝置像紙一樣薄，收集能力是以前呼吸傳感器的幾倍，非侵入性且足夠便宜，有望作為更加經(jīng)濟(jì)有效的方法用于卵巢癌的普遍篩查。

研究人員在先前的工作中發(fā)現(xiàn)，卵巢癌病人的呼吸過程會釋放獨有混合物質(zhì)，包括苯乙烯、壬醇、2-乙基己醇、3-庚酮、癸醛、十六烷。在此基礎(chǔ)上，Haick教授的團(tuán)隊開發(fā)了這種針對卵巢癌的納米傳感器。他們首先選擇能夠與卵巢癌相關(guān)的揮發(fā)性有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)的芳香性配體，與金納米粒子和柔性條狀聚酰亞胺薄膜形成集成的交叉反應(yīng)感應(yīng)陣列。當(dāng)患有卵巢癌的病人呼出的氣體經(jīng)過金納米粒子，其中的特異性揮發(fā)性有機(jī)物會與陣列上的配體反應(yīng)，引起可測量的電阻變化。

Haick的儀器共需要6個傳感器，以便充分檢測發(fā)生的反應(yīng)，并準(zhǔn)確地進(jìn)行疾病診斷。但如果想要讓使這一系統(tǒng)能更加有效地進(jìn)行篩查，Haick還需要減少傳感器的數(shù)量。

Haick團(tuán)隊找到了一種能夠使每個傳感器獲取更多數(shù)據(jù)的方法，這使得他們可以將傳感器的數(shù)量降低到1個。他們將傳感器的帶狀結(jié)構(gòu)彎曲，當(dāng)傳感器的兩端向下彎曲形成一個拱形時，金納米粒子之間的距離變大，有利于與較大的待診斷分子進(jìn)行相互作用;當(dāng)傳感器恢復(fù)成平面，顆粒間的距離變小，較小的待診斷分子能更好地與配體結(jié)合。在整個彎曲過程中，記錄傳感器每個位點的應(yīng)變，并測量相應(yīng)的電阻，這樣一來，1個傳感器就能獲取足夠的數(shù)據(jù)，完成之前6個傳感器的工作。

為了測試傳感器的性能，Haick對43名病人進(jìn)行了檢測。結(jié)果顯示，這種可彎曲傳感器在卵巢癌診斷中有高達(dá)80%的正確率。

紐約州立大學(xué)賓漢姆頓大學(xué)的Chuan-Jian Zhong教授認(rèn)為，Haick團(tuán)隊別具匠心地結(jié)合了應(yīng)變感應(yīng)和化學(xué)感應(yīng)來進(jìn)行癌癥檢測，“將這兩種技術(shù)放在一個感應(yīng)陣列系統(tǒng)中進(jìn)行癌癥診斷，令人非常興奮”。

Haick教授目前正致力于將同樣的技術(shù)用于結(jié)核病傳感器。他說，發(fā)展中國家需要便宜的篩查工具對結(jié)核病進(jìn)行檢測，有了這項技術(shù)，他認(rèn)為，打印一個結(jié)實又精確的傳感器只需要20美分。