Kleiner Krebs-Screening-Test erkennt Tumore mit 94,9 % Genauigkeit frühzeitig

Das System nutzt einen 3D-Bound States-in-the-Continuum (BIC)-Sensochip. Fr den Betrieb werden lediglich der Chip, eine LED-Lichtquelle und ein Photodetektor bentigt. Das Zuhren der LichtflsternDie Aussicht auf die Biopsie  das Erfassen mikroskopischer Spuren eines Tumors durch eine einfache Blutentnahme  war lange ein logistisches Hindernis.

Um die schwachen Signale, bentigten rzte riesige Apparaturen mit komplexen optischen Wegen, teuren Spektrometern und empfindlichen Prismen. Darüber hinaus blieben diese mehrhundert Dollar teuren Tests in spezialisierten institutionellen Laboren eingeschlossen, Meilen entfernt, die sie am dringendsten benötigten.

In dieser neuen Arbeit versuchte das Team, den Fokus ängen auf einfache Lichtintensitäten zu verlagern. Bemerkenswerterweise wurde das sperrige Gerät durch einen hochsensiblen Mechanismus namens Q-moduliertes refraktometrisches Sensing ersetzt. Um dies zu nutzen, wurde ein 3D-Metamaterial-Chip entwickelt.

Technik und Auswirkungen

Er kann mikroskopische Veränderungen in der Lichtbrechung erkennen, wenn Krebsbiomarker vorhanden sind. Darüber hinaus wurde der langsame, kostspielige Prozess der herkömmlichen Chipfertigung durch den Einsatz einer innovativen aluminiumbasierten Fertigungstechnik angegangen.

Um die unglaubliche Sensitivität des Systems zu veranschaulichen: Stellen Sie sich vor, der gesamte Bereich, in dem Licht gebrochen werden kann, wäre auf einem einen Meter langen Lineal ausgebreitet. In diesem Mastab ist das Gert so przise, dass es nderungen kann.

Hohe Genauigkeit: Das Team verzichtete auf den mhsamen Prozess der Einzelherstellung ein Verfahren, das eher an den beweglichen Lettern des Druckwesens erinnert. Berichten zufolge ermglicht dies die Massenproduktion 3D-Sensor-Chips auf einem einzigen Wafer und senkt die Kosten pro Chip auf lediglich 5 US-Dollar.

Technik und Auswirkungen

Dieser kostengnstige Chip bentigt lediglich eine einfache LED und einen Photodetektor zur Messung der Lichtintensitt und bildet so ein einfaches, kompaktes Gert, das sich fr den Heimgebrauch eignet.

Um die Leistungsfhigkeit in der Praxis zu beweisen, arbeitete das Team mit der Xiamen-Universitt zusammen und gelang es, schwer fassbare Biomarker fr Lungenkrebs (extrazellulre Vesikel, sEVs) nachzuweisen, die in der Regel in Konzentrationen vorliegen, die herkmmliche Laborgerte nicht erfassen knnen.

In Tests erwies sich das tragbare Gert als etwa 10.000-mal sensitiver als der Standard-Labortest (ELISA) beim Nachweis der Auswertung von 171 Patientenserumproben erreichte dieses taschengroße Gerät eine bemerkenswerte Genauigkeit von 94,9 % für die Früherkennung 92,1 % für die Überwachung nach Operationen.

Was die Studie zeigt

Im Vergleich dazu erreichte die herkömmliche Labor-Methode lediglich eine Genauigkeit von 74,7 %, was das Potenzial des Geräts unterstreicht, die Früherkennung und die Patientenüberwachung erheblich zu verbessern.

Indem die Forschung beweist, dass ultrasensitive, lichtbasierte Sensoren verkleinert und kostengünstig in Massenproduktion hergestellt werden können, legt sie einen verlässlichen Grundstein für eine neue Generation taschengroßer medizinischer Geräte.

Ob großen Stadtkrankenhaus, einem Gesundheitsarbeiter in einer abgelegenen ländlichen Gemeinde oder einem Patienten, der einen Selbsttest am Küchentisch durchführt – diese Technologie zielt darauf ab, hochpräzise, frühzeitige Krankheitserkennung weltweit universell, sofortig und zugänglich zu machen.

Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Nature Photonics veröffentlicht.