Ett snabbt och exakt urintest för blåscancer utvecklat av A*STAR -forskare har potential att ersätta den för närvarande använda invasiva fysiska sonden.

Cystoskopi - ett kliniskt förfarande som använder en smal, rörformat optiskt instrument som kallas ett cystoskop att se inuti blåsan - är för närvarande guldstandarden för att upptäcka cancer i detta organ. Dock, tekniken gynnas inte av de flesta patienter eftersom den är invasiv, dyrt och tidskrävande.

Malini Olivo vid A*STAR Singapore Bioimaging Consortium och medarbetare har nu utvecklat en snabb immunanalys för att upptäcka och kvantifiera alfa-1 antitrypsin (A1AT), ett nyligen upptäckt urinantigen och en potentiell biomarkör för blåscancer. Det nya verktyget kan användas som en plattform med hög genomströmning för att identifiera patienter som riskerar att utveckla det urologiska tillståndet.

Immunanalysen använder två avancerade tekniker, nämligen ytförstärkt Ramanspridning (SERS), en kraftfull spektroskopisk teknik för att detektera analytter vid låga koncentrationer, och bimetallfilm över nanopartiklar, ett plant underlag för att förstärka SERS -signaler. Tillsammans hjälper dessa tekniker till att övervinna störande signaler från matrisbakgrunden, såsom proteiner i urinen. Den bimetalliska filmen över nanopartiklar är också belagd med osmiumkarbonylkluster till vilka målsökande antikroppar kan konjugeras för analys av A1AT (se bild).

Forskarna testade först immunanalysen på en serie standardlösningar som innehåller A1AT -antigener i olika koncentrationer i intervallet 10 till 1, 000 nanogram per milliliter. De observerade ett "fingeravtryck" av A1AT -antigener - en spektral förändring i 1, 850 till 2, 130 cm ⁻¹ region som ökar med koncentration.

Forskarna testade sedan immunanalysen på urinprov från nio patienter. De fann signifikant förhöjda nivåer av A1AT hos blåsecancerpatienter. Det fanns också en markant skillnad i A1AT-koncentrationerna av cancer- och icke-cancerpatienter, vilket tyder på att tekniken är mycket diskriminerande, specifik och exakt. Viktigt, endast små mängder prov krävdes:A1AT -koncentrationer kunde kvantifieras med så lite som tio mikroliter urin.

Jämfört med konventionella immunanalyser, den SERS-baserade bioanalysen har två praktiska fördelar:provet med låg volym kräver ingen rening innan testning och enheten har en enkel design.

Med vidare utveckling, enheten kan hjälpa till att rädda livet för miljontals potentiella patienter.

"Vi har utvecklat en smart SERS -biosensor för snabb screening av blåscancer, "säger Olivo." Vår enhet är extremt mångsidig eftersom, i teorin, osmiumkarbonylklustren kan bytas ut mot andra metallkarbonylarter för att ta hänsyn till olika behov och syften. "