Tumörceller som cirkulerar i blodet är markörer för tidig upptäckt och prognos av cancer. Dock, upptäckt av dessa celler är utmanande på grund av deras brist. I journalen Angewandte Chemie , forskare har nu introducerat en ultrakänslig metod för direkt detektering av cirkulerande tumörceller i blodprover. Den är baserad på den förstärkta, tidsupplöst fluorescensmätning av luminiscerande lantanidjoner som frigörs från nanopartiklar som binder specifikt till tumörceller.

Konventionella tekniker för detektering av cirkulerande tumörceller kräver komplicerad anrikning före detektion eftersom ett prov på 10 miljoner blodceller endast innehåller ungefär en tumörcell. I kontrast, den nya metoden utvecklad av ett team som arbetar med Xiaorong Song, Xueyuan Chen, och Zhuo Chen, vid Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, kinesiska vetenskapsakademin, Fujian Agriculture and Forestry University, och Fujian Cancer Hospital (Fuzhou, Fujian, Kina), fungerar utan anrikningssteg och detekterar direkt cirkulerande tumörceller i blodprover. Tekniken bygger på en så kallad "upplösningsförstärkt tidsupplöst fotoluminescens" och använder fluorescerande nanopartiklar gjorda av lantanid europiumkomplex.

Först producerade forskarna antikroppar mot epitelcelladhesionsmolekylen (EpCAM, vilket är ett glykoprotein som finns i mycket höga antal på ytan av många tumörceller och fungerar som en diagnostisk markör för cancer). Dessa antikroppar applicerades som en beläggning i brunnarna på mikroplattor, vilket gör att tumörceller som finns i blodprovet förblir fasta djupt i brunnarna när andra blodkomponenter avlägsnades.

Forskarna belade de europium-innehållande nanopartiklarna med samma antikroppar. Detta orsakade ett stort antal av nanopartiklarna, tillsatt i lösning, att specifikt binda till tumörcellerna. En senare tillagd "utvecklare" löste upp nanopartiklarna, frigör otaliga europiumjoner. Dessa var omedelbart bundna och tätt låsta av andra komponenter i utvecklarlösningen. Detta resulterade i en mångfaldig amplifiering av fluorescensen.

En annan väsentlig fördel med denna metod är att europiumjoner är mycket långlivade fluoroforer som fortsätter att fluorescera i flera mikrosekunder efter excitation med en ljusblixt. Eftersom mätningarna är tidsupplösta, det är möjligt att starta mätningen med en fördröjning. Bakgrundssignaler orsakade av autofluorescensen av cellkomponenter fortsätter bara i några nanosekunder och bleknar innan mätningen börjar. Detta ökar mätningarnas känslighet, vilket gör det möjligt för forskarna att upptäcka en enda tumörcell per mikroplattabrunn.

Tester med blodprover från cancerpatienter registrerade så få som 10 celler per milliliter blod. Fjorton av femton cancerpatienter identifierades korrekt med denna nya metod. Antalet tumörceller i proverna korrelerade starkt med cancerstadiet hos varje patient.