生物传感器用不到一滴血就能检测出脑瘤

【字体: 时间:2022年09月30日 来源:ACS Nano

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  根据美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)的数据,尽管取得了重大进展,脑瘤的死亡率仍然很高,5年生存率为36%。更准确的诊断可能会改善这种情况,但组织活检是侵入性的,可能会错过关于肿瘤组成的重要信息。同时,基于图像的方法不能提供足够的灵敏度和分辨率。现在,研究人员在《ACS Nano》杂志上报道,他们开发了一种生物传感器,可以帮助医生从一分钟的血液样本中精确诊断脑癌。

  

根据美国国家癌症研究所(National Cancer Institute)的数据,尽管取得了重大进展,脑瘤的死亡率仍然很高,5年生存率为36%。更准确的诊断可能会改善这种情况,但组织活检是侵入性的,可能会错过关于肿瘤组成的重要信息。同时,基于图像的方法不能提供足够的灵敏度和分辨率。现在,研究人员在《ACS Nano》杂志上报道,他们开发了一种生物传感器,可以帮助医生从一分钟的血液样本中精确诊断脑癌。

为了有效地治疗脑癌,医生不仅需要确认恶性肿瘤的存在,还需要确定它是起源于那里(原发肿瘤)还是从其他器官转移到大脑(继发肿瘤)。医生还需要知道肿瘤在器官的什么位置。因为现有的诊断技术不需要手术或痛苦的脊椎穿刺就能完成这一壮举,Bo Tan和他的同事想要开发一种使用少量血清的无创检测。

研究人员使用高强度激光束在镍芯片上形成了三维镍-镍氧化物纳米层。这一过程产生了一种超灵敏的生物传感器,使他们能够检测出微量的肿瘤来源物质,如核酸、蛋白质和脂类,这些物质通过血脑屏障进入血液循环。该传感器使用一种被称为表面增强拉曼光谱的方法来检测这些成分,该方法为每个样品生成分子图谱或指纹。然后,研究人员用DEEP神经网络分析这些资料,以找到脑瘤的证据,确定其类型,并预测其在大脑中的位置。

使用液体活检平台,研究人员可以从5微升的血清中检测出脑癌,并以100%的特异性和敏感性将其与乳腺癌、肺癌和结直肠癌区分开来。他们在区分原发性脑瘤和转移到大脑的继发性脑瘤(从肺或乳腺转移到大脑)方面也取得了类似的成功。侧写分析还允许研究人员以96%的准确率确定肿瘤位于九个脑区中的哪一个。研究人员说,这种检测的非侵入性应该允许医疗保健专家随着时间的推移监测癌症的发展,以便他们能做出更好的治疗决定。

DEEP Surveillance of Brain Cancer Using Self-Functionalized 3D Nanoprobes for Noninvasive Liquid Biopsy

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