Thiết bị nano siêu nhạy có thể phát hiện ung thư ở giai đoạn rất sớm
13/02/2015
426 Lượt xem
Thiết bị nano siêu nhạy có thể phát hiện ung thư ở giai đoạn rất sớm đang được phát triển tại Đại học Alabama ở Huntsville (UAH), hợp tác với Trường khoa học và kỹ thuật nano (JSNN) tại Greensboro, North Carolina.
Thiết bị có kích thước chỉ nhỏ bằng chiếc hộp đựng cơm trưa và sử dụng một phần mềm ứng dụng cho điện thoại di động để cung cấp kết quả xét nghiệm. Trong tương lai có thể tích hợp hệ thống vào một thiết bị chẩn đoán. Độ nhạy của thiết bị cho phép phát hiện ung thư ở giai đoạn rất sớm, ngay từ khi mới hình thành một chùm nhỏ các tế bào, theo tiến sĩ Yongbin Lin - nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm thiết bị nano và micro thuộc UAH cho biết. Nếu được phát hiện ở giai đoạn rất sớm này, căn bệnh ung thư có thể điều trị dễ dàng hơn.
Thử nghiệm cho thấy, thiết bị đã phát hiện được nồng độ rất nhỏ Interleukin-6 (IL-6) trong máu. IL-6 được tiết ra từ các tế bào T và các đại thực bào trong cơ thể để kích thích phản ứng viêm nhiễm và miễn dịch.
"Nếu bạn mắc bệnh ung thư, khi đó nồng độ IL-6 cơ bản sẽ tăng lên", tiến sĩ Lin cho biết. "Có nhiều dạng ung thư có liên quan đến IL-6." Nồng độ IL-6 cao cũng có thể là hiện tượng viêm nhiễm biểu thị sự hiện diện của các điều kiện khác. Các nhà khoa học cũng đang triển khai các xét nghiệm thử kháng nguyên tuyến tiền liệt, một chỉ báo của bệnh ung thư tuyến tiền liệt, thiết bị này còn có thể hiệu chuẩn để thử nghiệm đối với bất kỳ một loại chỉ dấu sinh học kháng nguyên protein nào khác.
Với thiết kế gọn nhỏ, thiết bị cầm tay này sẽ là lý tưởng cho dịch vụ chăm sóc sức khỏe, cung cấp các kết quả nhanh chóng mà không cần phải đến phòng thí nghiệm kiểm tra. Thiết bị này đặc biệt hữu dụng đối với các quốc gia có các phương tiện y tế và ngân sách hạn hẹp, những nơi còn thiếu các thiết bị thử nghiệm rất có giá trị trong phòng chống dịch bệnh như virus Ebola ở Tây Phi chẳng hạn. Trong tình huống đó, chúng ta chỉ cần phát hiện một kháng nguyên đặc trưng của virus.
Một đầu dò nano có đường kính 125 micron với những chấm nano (nanodot) bằng vàng gắn với một lõi sợi quang đường kính 4-micron là phần trung tâm của máy. Mỗi chấm nano vàng trông giống như một chiếc đĩa có đường kính 160 nanomet. Theo tiến sĩ Lin cho biết, kích thước đó là quá nhỏ để mắt người có thể nhìn thấy - trên thực tế, đầu dò nano được lắp ráp thông qua sử dụng một kính hiển vi điện tử. Đầu dò này được phủ một liên kết hóa sinh để cho các kháng thể đặc thù tương ứng với từng thử nghiệm cụ thể kết nối vào.
"Chúng tôi sử dụng kháng thể bởi vì nó có khả năng liên kết với các kháng nguyên đặc thù. Một khi các kháng thể liên kết với kháng nguyên, chúng ta có thể kiểm tra được số lượng kháng nguyên hiện diện", tiến sĩ Lin nói. Kiểm nghiệm đó được dựa trên sự khúc xạ ánh sáng từ các kháng nguyên liên kết với các kháng thể trên đầu dò nano.
Đặc tính của các hạt nano sẽ cho phép nhận biết một sự thay đổi cộng hưởng từ một phản ứng liên kết sinh học. Sợi quang có gắn các cảm biến sẽ dẫn các sóng ánh sáng tạo thành đến một quang phổ kế và một máy tính để đọc các kết quả xét nghiệm.
Thiết bị nano này đã được sử dụng để xác định hồ sơ di truyền trước khi được phát triển để nhận dạng các kháng nguyên. Khía cạnh quan trọng nhất của thiết bị về mặt y tế đó là nó có thể phát hiện được nồng độ các chất đánh dấu sinh học của bệnh ung thư trong máu.