Исследователи разработали революционный биосенсор, использующий терагерцовые (ТГц) волны, который может обнаруживать рак кожи с исключительной чувствительностью, что потенциально открывает путь к более ранней и легкой диагностике. Исследование , опубликованное в журнале IEEE Transactions on Biomedical Engineering, демонстрирует значительный прогресс в раннем выявлении рака благодаря сотрудничеству междисциплинарных групп из Лондонского университета Королевы Марии и Университета Глазго.
«Традиционные методы обнаружения рака кожи часто включают в себя дорогостоящие, трудоемкие КТ, ПЭТ-сканирования и инвазивные высокочастотные технологии», — объясняет доктор Шоре Нуриновин, научный сотрудник Школы электронной инженерии и компьютерных наук Королевы Марии и первый в исследовании. автор. «Наш биосенсор предлагает неинвазивное и высокоэффективное решение, использующее уникальные свойства ТГц волн — типа излучения с более низкой энергией, чем рентгеновские лучи, поэтому безопасного для человека — для обнаружения тонких изменений в характеристиках клеток».
Ключевое нововведение заключается в конструкции биосенсора. Благодаря крошечным асимметричным резонаторам на гибкой подложке он может обнаруживать тонкие изменения в свойствах клеток. В отличие от традиционных методов, которые полагаются исключительно на показатель преломления , это устройство анализирует комбинацию параметров, включая резонансную частоту , величину пропускания и значение, называемое «полная ширина на половине максимума» (FWHM). Этот комплексный подход обеспечивает более полную картину ткани, позволяя более точно дифференцировать здоровые и раковые клетки и измерять степень злокачественности ткани.
В ходе испытаний биосенсор успешно дифференцировал нормальные клетки кожи и клетки базальноклеточной карциномы (BCC) даже в разных концентрациях. Эта способность выявлять рак на ранней стадии имеет огромный потенциал для улучшения результатов лечения пациентов.
«Последствия этого исследования выходят далеко за рамки выявления рака кожи », — говорит доктор Нуриновин. «Эта технология может быть использована для раннего выявления различных видов рака и других заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, с потенциальным применением в условиях ограниченных ресурсов благодаря ее портативности и доступности».
Исследовательская деятельность доктора Нуриновина не обошлась без проблем. Первоначально ее проект был сосредоточен на ТГц-спектроскопии для анализа рака, но был временно остановлен из-за пандемии COVID-19. Однако эта неудача заставила ее изучить потенциал ТГц метаповерхностей — новый подход, который открыл новую главу в ее исследованиях.
Профессор Каммер Х. Аббаси, содиректор Центра коммуникационного зондирования и визуализации Инженерной школы имени Джеймса Уотта при Университете Глазго, сказал: «Интеграция технологии терагерцовой визуализации в этот тип гибкого, портативного, многоразового датчика может сделать скрининг рака более быстрым и эффективным. комфортная процедура для пациентов. Мы рады использовать потенциал этой революционной технологии в будущих совместных исследованиях».
«Несмотря на первоначальные трудности, потенциальное влияние этой технологии поддерживало нас», — говорит профессор Акрам Аломейни, руководитель исследовательской группы антенн и электромагнетизма в Queen Mary. «Мы считаем, что этот биосенсор потенциально может спасти бесчисленное количество жизней, обеспечивая раннее обнаружение и вмешательство при различных видах рака».
