Tvådimensionell materialbaserad elektrisk strömsensor för upptäckt av cancerceller. Kredit:SUTD
Celler kan producera unika elektriska signaler. Dessa signaler kan kopplas till olika cancerformer, såsom bröst-, lung-, lever-, hjärn-, bukspottkörtel- och prostatacancer, vilket innebär att de kan användas som indikatorer för tidig cancerdiagnos. Att använda elektriska signaler som indikatorer och mål för cancerbehandlingar kan således potentiellt förbättra resultatet för cancerpatienter. Ett team av forskare från SUTD och A*STAR Bioinformatics Institute utvecklade en sensor för detektering av bröstcancerceller eftersom starka elektriska signaler kan hittas i dessa celler.
Bröstcancer är en ledande dödsorsak globalt. Risken för bröstcancer kan minskas genom att göra hälsosamma val som att äta rätt, hålla sig aktiv och inte röka. Det är viktigt att identifiera dem som är i riskzonen så tidigt som möjligt för att kunna administrera relevanta terapier och medicinsk behandling. Som ett resultat har upptäckten av signaler från bröstcancerceller uppmärksammats av det biomedicinska samhället, vilket leder till forskning och utveckling av ett brett utbud av avkänningsmetoder såsom elektroniska biosensorer. Nuvarande traditionella biosensingsmetoder kan kräva ett stort antal cancerceller för att framgångsrik upptäckt ska ske. Därför behövs en avkänningsprocess med lågt cancercellantal för tidig diagnos av bröstcancer.
Forskargruppen i Singapore utvecklade en kombinerad elektrisk ström 2D-materialsensor för detektering av bröstcancerceller. Denna ultrakänsliga sensor kunde detektera elektriska signaler från ett rekordlågt antal cancerceller.
Detta är första gången som 2D-material användes för att identifiera elektriska signaler från bröstcancerceller. Tvådimensionella material tillhör en klass av nanomaterial som består av några lager av atomer. De har dragit till sig mycket spänning inom olika områden på grund av sina unika elektroniska egenskaper.
Huvudutredare, SUTD biträdande professor Dr. Desmond Loke sa att "2D-material har varit föremål för den senaste tidens aktiva forskning och används i ett brett spektrum av tillämpningar, inklusive biosensing. I detta arbete har vi kombinerat molybdendisulfiden (MoS
Baserat på resultaten av datorsimuleringar fann forskarna att störningen av cancercellmembranet – som följd av det inbäddade 2D-materialet – och den slutliga vinkeln på 2D-materialarket bidrog till ökningen av motståndet. Eftersom ström flyter längs 2D-materialarket, stör lutningen av 2D-materialarket strömflödet längs cellmembranet. Dessutom kunde de extraherade cellmembrankomponenterna ha ökat motståndet mellan nanoskivan och cellmembranet, fungera som en isolator och hindra strömflödet.
"Vi fann att sensorn kan upptäcka elektriska signaler med cirka 70 % färre cancerceller än traditionella elektroniska sensorer." Loke kommenterade.
"Vår studie ger ett sätt att utveckla nya sensorer för detektering av bröstcancerceller. Dessutom kan denna känsliga detektionsmetod öka chanserna att överleva bröstcancerpatienter", tillade Dr. Loke.
Forskningen publicerades i Nanoscale Advances . + Utforska vidare
