Новую технологию для распознавания опухолей на ранней стадии разработали сотрудники физического факультета Новосибирского госуниверситета. Ноу-хау представляет собой терагерцовый наноантенный сенсор, сообщает пресс-служба вуза.
Новосибирские новости
Датчик находит биомаркер L-2-гидроксиглутарат, который накапливается в поражённых органах, тканях и крови онкобольных. В частности, это характерно для злокачественных опухолей головного мозга, поджелудочной железы, почек и других органов. Сейчас применяют методы газовой и жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией для определения уровня биомаркера в сыворотке крови и спинномозговой жидкости. Такая диагностика требует сложной пробоподготовки и дорогостоящего оборудования.
Команда из шести новосибирских учёных предприняла попытку разработать свои оптические тест-системы. В работе задействовали сотрудников НГУ, Института автоматики и электрометрии СО РАН и Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН. Они ориентировались на исследования своих коллег из Китая, которые выяснили, что спектры изомеров в дальнем инфракрасном диапазоне различны.
Устройство, представляющее собой массив золотых наноантенн на кремниевой подложке, изготовили методом нанолитографии. Эксперименты подтвердили специфическую чувствительность к биомаркеру L-2-гидроксиглутарат.
«Сам дизайн сенсора не был новым, но инженерная задача его оптимизации для терагерцового диапазона частот была выполнена нами впервые», — объяснил старший научный сотрудник лаборатории функциональной диагностики низкоразмерных структур для наноэлектроники АТИЦ ФФ НГУ Назар Николаев.
Далее учёные попытались изготовить сенсор для энантиомера L-2-гидроксиглутарата («зеркального отражения» молекулы вещества) — D-2 гидроксиглутарата, который тоже является биомаркером рака. Совместив устройства, хотят получить универсальный девайс, работающий на обнаружение количества обоих изомеров.
Однако в процессе работы физики выявили ряд недостатков, связанных с провалом в одной из областей спектра. Поэтому вместо тонких металлических полос (антенн) решили использовать наноразмерные щели. Это позволит достигнуть оптимальной амплитуды сигнала и высокого отношения сигнал/шум, что повысит точность диагностики. Работу над новым прибором хотят завершить уже в этом году. Исследования планируют провести уже на сыворотке крови, которая представляет собой сложную биологическую жидкость, то есть испытать сенсор в условиях, близких к реальным.
Наиболее распространены в Новосибирской области доброкачественные опухоли кожи, молочных желёз, простаты и дыхательной системы.