Поддержать нас
Беларусы на войне
  1. «Будет взыскан принудительно — с зарплаты, пенсии, имущества». Налоговики пригрозили проблемами тем, кто проигнорирует одно новшество
  2. В Беларуси начался дефицит грузовых вагонов-платформ. «Железнодорожники Беларуси»: дело в воинских перевозках
  3. «Сразу вспомнились репортажи из Северной Кореи». Барановичская школа запретила ученикам волнистые и крашеные волосы и узоры на висках
  4. Студентка рассказала, как поработала две недели вожатой в детском лагере от МТЗ и получила «действительно хорошую сумму»
  5. Минское метро получит четвертую ветку. С какого участка начнут строительство
  6. Из глухой провинции он стал одним из крупнейших городов Беларуси. Этому помог русский князь, подавивший восстание, — рассказываем
  7. Российские дроны летят к Киеву странным маршрутом. В Украине подозревают, что в этом снова задействована Беларусь
  8. Блестящий поэт, он 27 лет провел в Сибири и ГУЛАГе почти без единой строки, но смог вернуться в литературу. Рассказываем об этом классике
  9. Ученые нашли в Полоцке останки горожан, похороненных 10 веков назад, и исследовали их на болезни. Вот от чего те страдали
  10. В Беларуси дорожает топливо
  11. «По идее, нужно задействовать беларусскую территорию». Аналитики — о том, зачем Лукашенко ездил к Путину после визита директора ЦРУ
  12. Для водителей появилось несколько существенных изменений — вы могли пропустить их. А на горизонте маячат еще новшества
  13. Для уехавших за границу в 2027 году появится очередное ограничение
  14. Рывок доллара в конце августа был не последним: к чему готовиться? Прогноз курсов валют


/

Ученые из США разработали компактную систему рамановской визуализации, способную с высокой точностью отличать опухолевую ткань от здоровой. Новая технология улавливает чрезвычайно слабые оптические сигналы и может стать основой для портативных или интраоперационных устройств, предназначенных для ранней диагностики рака и менее инвазивного мониторинга заболевания.

Исследователи разработали чувствительную систему рамановской визуализации, способную обнаруживать очень слабые сигналы от наночастиц SERS, связывающихся с опухолевыми маркерами. Изображение: Zhen Qiu, Michigan State University
Исследователи разработали чувствительную систему рамановской визуализации, способную обнаруживать очень слабые сигналы от наночастиц SERS, связывающихся с опухолевыми маркерами. Изображение: Zhen Qiu, Michigan State University

Разработка принадлежит исследовательской группе под руководством Чжэня Цю из Института количественных наук о здоровье и инженерии Мичиганского государственного университета. Система предназначена для регистрации сигналов от специальных наночастиц с поверхностно-усиленным рамановским рассеянием (SERS), которые связываются с маркерами опухолевых клеток. После нанесения таких наночастиц на исследуемую область прибор считывает их сигнал и автоматически выделяет зоны, с высокой вероятностью содержащие опухолевую ткань.

По словам Цю, традиционные методы онкологической диагностики остаются трудоемкими и длительными, поскольку требуют окрашивания образцов и последующего анализа патологом. Новая система не призвана полностью заменить гистологию, однако может использоваться как быстрый скрининговый инструмент, ускоряющий постановку диагноза и принятие клинических решений.

Результаты работы опубликованы в журнале Optica. В статье авторы показывают, что их система способна обнаруживать рамановские сигналы примерно в четыре раза более слабые, чем те, которые фиксируют сопоставимые коммерческие решения. Такая чувствительность достигнута благодаря сочетанию перестраиваемого по длине волны лазера (swept-source) и сверхчувствительного детектора — сверхпроводящего нанопроволочного однофотонного детектора (SNSPD).

SNSPD-детекторы регистрируют отдельные фотоны света с высокой скоростью и крайне низким уровнем шума, что делает их особенно эффективными для работы с предельно слабыми оптическими сигналами. В новой архитектуре рамановской системы они заменяют громоздкие камеры, обеспечивая более эффективный сбор света и упрощая конструкцию прибора.

Эффективность системы была проверена на SERS-наночастицах, покрытых гиалуроновой кислотой. Такая модификация позволяет частицам связываться с белком CD44, который часто экспрессируется на поверхности опухолевых клеток. Исследования проводились на растворах наночастиц, культурах клеток рака молочной железы, опухолях у мышей, а также на здоровых тканях.

Эксперименты показали, что рамановские сигналы были четко выражены в опухолевых образцах и практически отсутствовали в здоровых тканях. Это подтвердило как высокую чувствительность системы, так и ее способность надежно различать опухолевую и нормальную ткань. При этом замена молекулы-мишени на поверхности наночастиц позволит адаптировать метод для диагностики других типов рака.

По словам разработчиков, для клинического внедрения технологии потребуется повысить скорость считывания данных и провести более масштабную валидацию. В настоящее время команда работает над ускорением системы — в том числе за счет использования альтернативных лазерных источников, таких как VCSEL, и оптимизации диапазона перестройки. Также планируются эксперименты по мультиплексированию с применением наночастиц, нацеленных сразу на несколько биомаркеров.

В перспективе технология может быть использована для создания портативных диагностических приборов или интраоперационных систем, способных повысить точность биопсии, обеспечить более раннее выявление опухолей и сократить время между обнаружением заболевания и началом лечения.