Kanseri Erken Dönemde Saptamada Bir Milyon Kat Daha Hassas Bir Biyosensör Geliştirildi

Case Western Reserve Üniversitesi’den bir grup araştırmacı kanseri erken dönemde saptayabilen, nano yapılı meta-materyal temelli ve oldukça dilüe bir solüsyonda tek bir molekülü tanıyabilen bir optik sensör geliştirdiler. Bu cihazın günümüzde var olan en iyi yöntemden bir milyon kez daha duyarlı bir sensör olduğunun altını çizdiler. Araştırmacılar kanseri erken dönemde saptamaya olanak sağlayan bu sensörün hızlı ve daha etkin bir tedaviye olanak sunabileceğini belirttiler.

Araştırmacılar vücutta dolaşan kanser hücrelerinin erken dönemde 500 daltondan az, çok düşük molekül ağırlığına sahip proteinler eksprese ettiklerini ve bu küçük ve hafif moleküllerin var olan testlerde saptanamadığını bu yüzden yanlış negatif sonuçların çok fazla oranda olduğunu söylediler. Bu sensör ile yaklaşık 244 dalton proteinler saptanabiliyor ve buda oldukça erken dönemde kanserin saptanmasına olanak sağlayabiliyor. Araştırmacılar bu teknolojinin başka hastalıkların tanı ve takibinde de faydalı olabileceğini söylüyorlar.

Araştırmacılar avuç içine sığan bu nano sensörün biyolojik süzgeç görevi gördüğünü ve oldukça dilüe bir solüsyonda bir nanogramın 800 kuadrilyonundan daha hafif küçük protein moleküllerini izole ettiğini belirttiler.

Cihazın duyarlılığını arttırmak için araştırma grubu iki büyük sorunla karşılaştı. Bunların ilki ışık dalgalarının kendi fiziksel boyutlarından daha küçük objeleri saptayamamasıydı. İkincisi ise dilüe solüsyondaki moleküllerin Brown hareketi yapması ve sensör yüzeyine konma ihtimalinin az olmasıydı. Araştırmacılar nano teknoloji araçlarından yararlandılar ve mikro akışkan kanalları metamateryal denen işlenmiş materyallarle bağladılar. Mikro akışkan kanallar moleküllerin ortalıkta süzülmelerini kısıtlayarak onları metamateryal yüzeyindeki duyarlı alana götürüyordu.

Araştırmacılar geliştirdikleri bu cihazın ekstra duyarlı olduğunun altını çizdiler ve küçük bir molekül yüzeye düştüğünde bunun büyük lokal modifikasyon ile sonuçlandığını, böylelikle ışıkta kaymaya neden olduğunu belirttiler.

Araştırmacılar molekül büyüklüğüne bağlı yansıyan ışığın farklı miktarlarda kaydığını belirterek ışık kaymalarını kullanarak farklı kanserler için biyolojik belirteç olabilecek spesifik moleküller tanımlamayı amaçladıklarını söylediler.

Araştırmacılar sensörde özgüllük için özellikle aradıkları molekülleri bağlayan moleküllerden oluşan tuzak molekül tabakası eklediler. Testlerde 66,430 dalton ağırlığında ki sığır serum albümini ve 244 dalton ağırlığındaki biotini yakalamak için tuzak molekülleri kullandılar.

Daha önce raporlanan çalışmalarda, konsantrasyonu litrede 100 mikromol ile 10 mikromol arasında değişen solüsyonlarda plasmon bazlı biyosensörler ile biotin saptanabiliyordu. Araştırmacılar bu alet ile litrede 10 pikomol konsantrasyonlarda bile biotin saptanabildiğini yani 1 milyon kez daha fazla duyarlılık sağlanabildiğini söylediler.

Araştırmacılar cihazı prostat kanseri ile ilişkili proteinlerin saptanmasında test edilmeye başladıklarını belirttiler.