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新型等离子激元传感器:可早期检测癌症!

导读: 最近,美国伊利诺伊大学香槟分校的研究人员开发出一种新型等离子激元传感器,它将成为一种早期检测多种癌症的可靠手段,还将用于其他疾病的检测。

最近,美国伊利诺伊大学香槟分校的研究人员开发出一种新型等离子激元传感器,它将成为一种早期检测多种癌症的可靠手段,还将用于其他疾病的检测。

癌症,是人类健康的头号杀手。在我国,癌症已成为疾病死因之首,发病率和死亡率仍在不断攀升,对于公众健康的威胁严重。一个人一旦患上癌症,生命将面临严重威胁,且未来生活将蒙受很大痛苦,所以有些人甚至“谈癌色变”。

但是不管癌症有多可怕,我们仍需要理性对待。平时,大家应注意锻炼身体和健康饮食,养成良好生活习惯,保持积极乐观的生活态度,从而预防癌症。

医学研究表明,早期的癌症大多具有很高的治愈率。然而,癌症早期一般没有明显症状,很难被发现。很多人都是有了明显症状后,才去医院检查。然而却为时已晚,癌症已发展至中晚期,最佳治疗时间已错失。

因此,“早发现”对于癌症的治疗来说很关键。

对于癌症的早期检测,笔者曾在《以色列新科技:呼一口气,就能检验出癌症!》、《新的计算机识别手段:更有效地发现早期食道癌》、《癌症早期诊断:这款新型生物传感器速度快20倍!》、《DNA测序新开源软件:有助癌症早期发现和治疗!》、《石墨烯可以用于检测癌症:这不是捕风捉影!》几篇文章中,分别介绍过一些相关的创新技术,其中涉及了传感器、石墨烯、开源软件、计算机图像分析等多个技术领域。

创新

今天,我要继续介绍一款用于癌症早期检测的传感器,这是一款新型的等离子激元 (plasmonic)传感器。它由美国伊利诺伊大学香槟分校的研究人员开发,可以可靠地早期检测多种癌症的生物标志物。另外,这种方法还可以用于检测其他疾病。

新型等离子激元传感器:可早期检测癌症!

(图片来源于:伊利诺伊大学香槟分校)

该校电气和计算机工程专业的副教授 Logan Liu 和 Lynford Goddard领导了研究团队,他们的学生 Abid Ameen 和 Lisa Hackett 负责实际开展该项目。团队的研究论文作为封面文章,发表于《高级光学材料》杂志。

技术

对于癌症早期检测来说,有一种生物标志物的作用非常关键,其浓度的增高是许多癌症的早期指标,其中包括肺癌和前列腺癌。它就是:

癌胚抗原(CEA)

正常人血清中的CEA平均含量为3~5纳克每毫升,这种等离激元传感器可检测到每毫升1纳克量级的CEA。

那么,这种传感器中采用了什么技术手段?

这种新型传感器设备集成了两种感知方法。在此之前,这两种方法尚未在一起使用过。

新型等离子激元传感器:可早期检测癌症!

(图片来源于:伊利诺伊大学香槟分校)

首先,研究人员使用了一个三维多层纳米腔体(nanocavity ),它位于纳米杯阵列中。光线可存储于腔体中,腔体外部由一层绝缘体围绕两层金属(这里用的是金)组成。

其次,它使用了等离子激元传感技术,利用该设备表面的生物分子,可以检测到纳米级的光与物质之间敏感的相互作用。它能产生增强的场限域和局域场。因为等离子激元的特殊结构,当周围折射率变化时,光线输出耦合的效率会更高。

新型等离子激元传感器:可早期检测癌症!

(图片来源于:伊利诺伊大学香槟分校)

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