使用喷墨打印机构建一种新的生物传感器,用于低侵入性乳腺癌检测

使用喷墨打印机构建一种新的生物传感器,用于低侵入性乳腺癌检测
一台喷墨打印机将金纳米颗粒墨水分层,构建一批生物传感器,能够形成血液中乳腺癌蛋白的检测平台。在这段视频中,可以观察到打印机以特定的模式沉积墨水来构建传感器芯片。资料来源:科琳·e·克劳斯

nibib资助的研究人员发明了一种新型、低成本的生物传感器,用于检测血液中的乳腺癌生物标志物HER-2,使诊断测试的侵入性远远小于目前的做法,即针活检。美国哈特福德大学和康涅狄格大学的科学家在NIBIB的部分资助下,将微流体技术与诊断技术(包括电化学传感器和生物标记物)结合在一起,形成一个强大的包,可以在大约15分钟内得出结果。

芯片的部分构造使用该技术将纳米颗粒墨水涂在塑料表面,形成电极阵列。打印的生物传感器芯片被沉积在一个预制的微流控装置中,该装置可以控制流体的流动。Colleen Krause博士与James Rusling博士合作,设计了这种生物传感器,用于测量人类表皮生长因子受体2 (HER-2)蛋白的水平,当发现HER-2蛋白水平异常时,表明是一种特定的乳腺癌类型。了解这种类型有助于确定治疗方案。

病人的血液样本流过还有传感器芯片,上面涂有抗体。抗体捕获并固定样品中发现的HER-2蛋白。研究人员将HER-2描述为传感器芯片上夹在两个抗体(巧克力饼干)之间的白色奥利奥夹心。每一层饼干都是识别HER-2的抗体。一种化学溶液流过“HER-2奥利奥”,产生与样品中HER-2蛋白含量相关的可测量电信号。

美国疾病控制与预防中心(CDC)报告称,无论种族如何,所有乳腺癌都是女性中最常见的癌症。在活检检查后,患者可能需要长达两周的时间才能得到诊断。生物传感器和生理探测器项目NIBIB项目主任Seila Selimovic博士说:“像这种生物传感器这样侵入性更小、更容易获得、更快的诊断工具对于改善医疗保健至关重要。”“随着生物传感器的不断发展,重要的是要记住,诊断工具只有在准确的情况下才有帮助。这种生物传感器在临床相关范围内工作,具有最低的HER-2检测限,因此假阳性和阴性的情况会更少。”

通常情况下,乳腺癌最初是通过乳房x光检查或超声波诊断的,然后是侵入性针活组织检查,从可疑区域取出组织或液体,在显微镜下检查。临床医生从活检中确定特定的生物标志物,并确定乳腺癌类型,以制定治疗策略。FDA承认HER-2是唯一的一种生物标志物。最近的报告表明,监测血液中的HER-2水平可能在治疗期间和治疗后对疾病进展状况有用。研究人员表示,虽然生物传感器仍处于发展的早期阶段,但它的进步可能会为非侵入性提供机会测试。

随着医学和生物传感器的进步,研究人员预计临床医生将测试多种生物标志物,以实现更准确的诊断。该生物传感器已经具备了经过改造以检测血液中的多种生物标志物的能力。进一步的努力是为了减少设备的尺寸,使用印刷建造一个便携式电化学装置,就像葡萄糖仪一样,可以放在你的手掌里。在他们正在进行的努力中,研究人员认为,现在与医学界建立伙伴关系,以获得对开发技术设计的投入是至关重要的。


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引用:使用喷墨打印机构建一种用于低侵入性乳腺癌检测的新型生物传感器(2018,12月10日),检索自//www.puressens.com/news/2018-12-inkjet-printers-biosensor-invasive-breast.html, 2022年6月4日
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