Конец эпохи дорогих анализов? Крошечный гаджет из Китая с чипом за 5 долларов находит рак в тысячу раз точнее сложной и громоздкой аппаратуры

Учёные из Вестлейкского университета в Китае разработали компактное устройство для раннего выявления рака, способное обнаруживать следы заболевания всего по одной капле крови. По словам исследователей, новый прибор заменяет громоздкое лабораторное оборудование размером с холодильник на карманный гаджет, при этом значительно повышая точность диагностики.

Изображение сгенерировано Gemini

Технология предназначена для поиска онкомаркеров — особых молекул в крови, которые могут указывать на развитие опухоли ещё до появления симптомов. Обычно для таких анализов требуется сложная аппаратура с дорогими спектрометрами и оптическими системами. Китайские инженеры решили отказаться от этой схемы и разработали более компактный способ измерения изменений света внутри образца крови.

В основе устройства лежит специальный фотонный чип из так называемого метаматериала — искусственно созданной структуры, способной очень точно реагировать на малейшие изменения в окружающей среде. Когда в крови присутствуют даже минимальные концентрации онкомаркеров, меняются свойства прохождения света через сенсор, и система фиксирует эти изменения.

Для работы устройства нужны всего три основных компонента: сам кремниевый чип, обычный светодиод и фотодетектор. При этом исследователи сумели серьёзно удешевить производство сенсоров. Вместо сложной микрообработки они использовали технологию массовой печати на алюминиевых пластинах, напоминающую принцип типографской печати. Это позволяет выпускать тысячи одинаковых датчиков одновременно, а стоимость одного чипа снизилась примерно до 5 долларов.

Испытания проводились совместно с Сямыньским университетом на 171 образце сыворотки крови пациентов. Устройство проверяли на способность обнаруживать трудноуловимые биомаркеры рака лёгких, концентрация которых обычно слишком мала для стандартных тестов.

По данным авторов исследования, новый прибор оказался примерно в 10 тысяч раз чувствительнее традиционного лабораторного анализа ELISA. Точность раннего выявления рака достигла 94,9%, а при послеоперационном мониторинге состояния пациентов — 92,1%. Для сравнения: стандартные методы в рамках тех же испытаний показали точность около 74,7%.

Исследователи считают, что подобные устройства могут серьёзно изменить подход к ранней диагностике заболеваний. Если раньше жидкостная биопсия требовала сложной логистики и была доступна только в специализированных центрах, то теперь высокоточные анализы потенциально можно проводить практически где угодно — от крупных клиник до сельских медпунктов или даже дома.

По мнению разработчиков, в будущем такие карманные тест-системы смогут использоваться не только врачами, но и обычными людьми для регулярной самодиагностики и контроля состояния здоровья.

©  iXBT