Tumörmarkörer är biologiska substanser, vanligtvis proteiner, som ger tidig indikation på cancerösa eller godartade tumörer i kroppen.

Markörerna har en historia att berätta om vad som händer bakom kulisserna, men de behöver hjälp att översätta det – hjälp som kommer från biosensorer, som omvandlar biologiska element till signaler som kan detekteras och analyseras.

Moderna nanotillverkningsmetoder har bidragit till de senaste framstegen inom biosensorteknologi, men utmaningar kvarstår när det gäller att utveckla monteringsplattformar för biosensorer som uppfyller viktiga förberedelse- och prestandakriterier.

Nu, ett team av forskare från University of Delaware har utvecklat ett nytt tillvägagångssätt som uppfyller minst tre av dessa kriterier:systemmodularitet, bra signalförstärkning, och enkel rening.

Deras arbete redovisas i en tidning, "Post-translationell modifiering av bionanopartiklar som en modulär plattform för biosensormontering, " i numret 3 augusti av ACS Nano .

Huvudförfattare Qing Sun, en doktorand i kemi- och biomolekylär teknik vid UD, förklarar att deras tillvägagångssätt involverar att dekorera proteinnanopartiklar med ett brett utbud av avkännings- och detektionsfunktioner med hjälp av en verktygslåda analog med ett Lego-kit.

"Sensorkomponenterna kan monteras på en mängd olika sätt, som gör det möjligt för oss att skräddarsy sökningen efter specifika markörer, " hon säger.

"Eftersom systemet är modulärt, vi kan lägga vilken antikropp som helst, fluorescensfärgämne, eller enzym på partiklarna för att upptäcka cancer, " tillägger hon. "Och varje gång målet ändras, vi kan ändra hur våra sensorer är sammansatta."

Forskarna rapporterar också om god signalförstärkning, vilket innebär att de kan få korrekt information om mängden av en markör som finns. Detta är särskilt viktigt under behandling så att läkare kan se om en viss anticancerterapi fungerar eller inte.

Till sist, rening av bio-nanopartiklar för avkänningstillämpningar har traditionellt varit tidskrävande och tråkig, men UD-teamet kunde avsluta reningen av sina partiklar inom bara en timme under relativt milda förhållanden.

"Vår plattform övervinner nackdelarna med många nuvarande teknologier, och vi tror att det visar mycket lovande för tidig upptäckt av cancer såväl som för övervakning av patienter under cancerbehandling, " säger Sun. "Det här systemet är också väldigt flexibelt så vi kan utöka modulariteten, och vi kan tänka på att använda det för andra applikationer som läkemedelstillförsel."