Չինացի գիտնականները արյան մեկ կաթիլով քաղցկեղը հայտնաբերող սարք են մշակել

Չինաստանի Հանչժոու քաղաքի Սիհու համալսարանի գիտնականները մշակել են դյուրակիր մի սարք, որն ընդունակ է արյան ընդամենը մեկ կաթիլով՝ մինչև 94,9% ճշգրտությամբ հայտնաբերել քաղցկեղի վաղ փուլերի բիոմարկերները։ Այս մասին հայտնում է հոնկոնգյան «South China Morning Post» (SCMP) թերթը։

Հետազոտական խմբի ղեկավար Վեն Լյաոյունի խոսքով՝ արդեն մոտ ապագայում արյան մեկ կաթիլը կարող է բավարար լինել քաղցկեղի վաղ փուլի սքրինինգի համար։ Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են «Nature Photonics» ամսագրում։

«Այս աշխատանքը ստեղծում է նանոֆոտոնային բիոսենսորինգի մասշտաբային և հուսալի մոդել՝ կլինիկական, հեռավար և տնային պայմաններում փոքրածավալ ու բարձր արդյունավետությամբ ախտորոշում իրականացնելու համար»,- հոդվածի ներածականում գրել է Վենը։

Վենի հետազոտությունները կենտրոնացած են նոր բազմաբաղադրիչ նանոկառուցվածքային նյութերի և դրանց բազմաֆունկցիոնալ կիրառությունների վրա։

Արյան մեջ քաղցկեղի բիոմարկերների հայտնաբերման ավանդական սարքավորումները պահանջում են պրիզմաների, սպեկտրոմետրերի և բարդ օպտիկական համակարգերի կիրառում։ Նման ապարատները սովորաբար երկդռնանի սառնարանի չափսեր ունեն, ուստի դրանք օգտագործվում են միայն լաբորատորիաներում կամ մասնագիտացված թեստավորման կենտրոններում։

Վենի թիմը կիրառել է մի մեխանիզմ, որը կոչվում է Q-մոդուլացված ռեֆրակտոմետրիկ սենսորինգ։ Այն իրականացվում է սարքը մինչև դյուրակիր չափսերի հասցնելու համար։ Ի տարբերություն ավանդական սպեկտրոսկոպիայի, որը վերլուծում է լույսի ալիքի երկարությունը և ինտենսիվությունը։

Հետազոտողները ստեղծել են եռաչափ չիպ՝ օգտագործելով մետանյութեր. դրանք հատուկ մշակված մակերեսներ են, որոնք կառավարում են լույսն այնպիսի եղանակներով, որոնք անհասանելի են բնական նյութերին։

Այս մշակումը հիմնված է անցյալ տարի «Nature Materials» ամսագրում հրապարակված հետազոտության արդյունքների վրա, որտեղ թիմը նանոմակարդակից մինչև մակրոմակարդակ ողջ միջակայքում բարձր ճշգրտության արտադրության համար օգտագործել էր ալյումին։

Մետամակերևույթների հիմքով ավանդական օպտիկական չիպերը ստեղծվում են էլեկտրոնային լիթոգրաֆիայի մեթոդով, ինչը նման է գիրքը բառ առ բառ արտագրելու գործընթացին։ Սա բարդացնում է զանգվածային արտադրությունը, իսկ յուրաքանչյուր չիպի արժեքը հասնում է հարյուրավոր դոլարների։

Վենի թիմը չիպերի արտադրությունը փաստացիորեն «գրքերի ձեռագիր արտագրման» դարաշրջանից տեղափոխել է «տպագրական հաստոցի» դարաշրջան։ Ստեղծելով մայր-օրինակը, իսկ այնուհետև հիմնելով զանգվածային արտադրություն՝ հետազոտողները կարողացել են ութ դյույմանոց թիթեղի վրա միաժամանակ տպել հազարավոր միատեսակ չիպեր՝ յուրաքանչյուրի արժեքը նվազեցնելով մինչև 5 դոլարի։

Քանի որ նոր համակարգը չափում է միայն լույսի ինտենսիվությունը, ամբողջ ախտորոշիչ սարքավորումը կարող է լինել չափազանց պարզ և բաղկացած լինել ընդամենը եռաչափ BIC սենսորային չիպից, լուսադիոդային (LED) լույսի աղբյուրից և ֆոտոդետեկտորից։ Հավաքվելուց հետո սարքը դառնում է բավականին կոմպակտ՝ տնային պայմաններում առանց լաբորատոր միջավայրի անհրաժեշտության օգտագործելու համար։

Համակարգի հնարավորությունները ցուցադրելու համար Վեն Լյաոյունի թիմը համագործակցել է Սյամենի համալսարանի հետ՝ թոքերի քաղցկեղի հետ կապված փոքր արտաբջջային վեզիկուլները (sEV) հայտնաբերելու նպատակով։ Նման վեզիկուլները հեղուկ բիոպսիայի ժամանակ կարևոր բիոմարկերներ են, սակայն հիվանդության վաղ փուլերում դրանց կոնցենտրացիան այնքան փոքր է, որ ավանդական ախտորոշման մեթոդները հաճախ բավարար զգայունություն չեն ունենում դրանք հայտնաբերելու համար։

Վենի դյուրակիր սարքը մոտ 10 000 անգամ ավելի զգայուն է գտնվել թոքերի քաղցկեղի վաղ փուլի բիոմարկերների հայտնաբերման հարցում, քան ստանդարտ իմունոֆերմենտային անալիզը (Elisa թեստ)։

Թոքերի քաղցկեղով հիվանդների արյան շիճուկի 171 նմուշի մասնակցությամբ անցկացված փորձարկումներում սարքը բարձր արդյունավետություն է ցուցադրել. թոքերի վաղ փուլի քաղցկեղի հայտնաբերման ճշգրտությունը հասել է 94,9%-ի, իսկ հետվիրահատական մոնիթորինգինը՝ 92,1%-ի։ Համեմատության համար նշենք, որ ավանդական Elisa մեթոդն ապահովել է ընդամենը 74,7% ճշգրտություն։

Հետազոտության համաձայն՝ այս հարթակը կարող է օգտագործվել տարբեր նպատակներով, ոչ միայն ուռուցքների ախտորոշման համար։

«Միկրո և նանոարտադրական տեխնոլոգիաները՝ որպես ժամանակակից տեղեկատվական հասարակության առանցքային հիմք, արդեն իսկ լայնորեն կիրառվում են օպտիկական, էլեկտրական և մագնիսական ազդանշանների փոխազդեցության ոլորտներում և դառնում են թվային ու խելացի տրանսֆորմացիայի կարևոր շարժիչ ուժը»,- նշել է Վենը։

Հետևեք NEWS.am Medicine-ին Facebook-ում և Twitter-ում