Поддержать нас
Беларусы на войне
  1. Макс Корж произнес одну из своих самых длинных антивоенных речей на концерте во Франкфурте
  2. «Ну что, построили они этот забор… Угрохали сотни миллионов». Лукашенко прокомментировал инцидент на границе с Латвией
  3. «Минсктранс» похвастался новыми троллейбусами-гигантами, в комментариях люди стали писать о проблемах городского транспорта. Каких?
  4. Представитель НАТО назвал цифры российских потерь в Украине за прошлый месяц
  5. «Лукашенко нельзя назвать даже младшим партнером Путина». Кит Келлог о роли Лукашенко в переговорах США и России
  6. На первую половину вторника объявили желтый уровень опасности из-за заморозков
  7. «Может, и войны избежать удастся». Лукашенко заговорил о сотрудничестве с Литвой и Польшей
  8. «Знаю людей, которые купили себе квартиры». Как беларусский райцентр стал «игрушечной столицей» — а потом потерял это звание
  9. Трамп призвал Украину сменить президента. Зеленский ответил на это своим предложением
  10. Гигантская волна рухнула с гор и убила тысячи человек. Речь не о Непале — эта катастрофа случилась в Европе в ХХ веке
  11. Цены на некоторые продукты в Беларуси резко подскочили, но кое-что и подешевело. Какие товары изменили цену сильнее всего
  12. Жители деревни пожаловались на закрытие единственного продуктового магазина, власти обвинили их в том, что он был убыточен
  13. «Тигров кормить было нечем?» Белгосцирк ищет полтора десятка работников, в том числе через Threads


/

Ученые из США разработали компактную систему рамановской визуализации, способную с высокой точностью отличать опухолевую ткань от здоровой. Новая технология улавливает чрезвычайно слабые оптические сигналы и может стать основой для портативных или интраоперационных устройств, предназначенных для ранней диагностики рака и менее инвазивного мониторинга заболевания.

Исследователи разработали чувствительную систему рамановской визуализации, способную обнаруживать очень слабые сигналы от наночастиц SERS, связывающихся с опухолевыми маркерами. Изображение: Zhen Qiu, Michigan State University
Исследователи разработали чувствительную систему рамановской визуализации, способную обнаруживать очень слабые сигналы от наночастиц SERS, связывающихся с опухолевыми маркерами. Изображение: Zhen Qiu, Michigan State University

Разработка принадлежит исследовательской группе под руководством Чжэня Цю из Института количественных наук о здоровье и инженерии Мичиганского государственного университета. Система предназначена для регистрации сигналов от специальных наночастиц с поверхностно-усиленным рамановским рассеянием (SERS), которые связываются с маркерами опухолевых клеток. После нанесения таких наночастиц на исследуемую область прибор считывает их сигнал и автоматически выделяет зоны, с высокой вероятностью содержащие опухолевую ткань.

По словам Цю, традиционные методы онкологической диагностики остаются трудоемкими и длительными, поскольку требуют окрашивания образцов и последующего анализа патологом. Новая система не призвана полностью заменить гистологию, однако может использоваться как быстрый скрининговый инструмент, ускоряющий постановку диагноза и принятие клинических решений.

Результаты работы опубликованы в журнале Optica. В статье авторы показывают, что их система способна обнаруживать рамановские сигналы примерно в четыре раза более слабые, чем те, которые фиксируют сопоставимые коммерческие решения. Такая чувствительность достигнута благодаря сочетанию перестраиваемого по длине волны лазера (swept-source) и сверхчувствительного детектора — сверхпроводящего нанопроволочного однофотонного детектора (SNSPD).

SNSPD-детекторы регистрируют отдельные фотоны света с высокой скоростью и крайне низким уровнем шума, что делает их особенно эффективными для работы с предельно слабыми оптическими сигналами. В новой архитектуре рамановской системы они заменяют громоздкие камеры, обеспечивая более эффективный сбор света и упрощая конструкцию прибора.

Эффективность системы была проверена на SERS-наночастицах, покрытых гиалуроновой кислотой. Такая модификация позволяет частицам связываться с белком CD44, который часто экспрессируется на поверхности опухолевых клеток. Исследования проводились на растворах наночастиц, культурах клеток рака молочной железы, опухолях у мышей, а также на здоровых тканях.

Эксперименты показали, что рамановские сигналы были четко выражены в опухолевых образцах и практически отсутствовали в здоровых тканях. Это подтвердило как высокую чувствительность системы, так и ее способность надежно различать опухолевую и нормальную ткань. При этом замена молекулы-мишени на поверхности наночастиц позволит адаптировать метод для диагностики других типов рака.

По словам разработчиков, для клинического внедрения технологии потребуется повысить скорость считывания данных и провести более масштабную валидацию. В настоящее время команда работает над ускорением системы — в том числе за счет использования альтернативных лазерных источников, таких как VCSEL, и оптимизации диапазона перестройки. Также планируются эксперименты по мультиплексированию с применением наночастиц, нацеленных сразу на несколько биомаркеров.

В перспективе технология может быть использована для создания портативных диагностических приборов или интраоперационных систем, способных повысить точность биопсии, обеспечить более раннее выявление опухолей и сократить время между обнаружением заболевания и началом лечения.