Немецкие ученые из Центра оптических технологий разработали смартфон, который сможет проводить экспресс-тесты на выявление беременности и определения сахара в крови. В такой смартфон встроен специальный автономный датчик на основе оптического волокна с возможностью использования в самых различных молекулярно-биологических испытаниях. Специальное приложение в смартфоне, обработав показания датчика, сразу выдаст результаты тестов на экран. Новое изобретение позволит с помощью смартфона контролировать состояние таких различных типов жидкостей организма, как кровь, моча, слюна, пот или дыхание. В перспективе, показания датчика можно объединить с GPS сигналом в смартфоне, что даст возможность пользователям при необходимости обратиться в близлежащую аптеку, больницу или вызвать скорую помощь.
Изобретение ганноверских ученых описывается в журнале Optics Express. Работа датчика основана на оптическом явлении поверхностного плазмонного резонанса (SPR), который наблюдается при воздействии света на активное движение электронов на поверхностной пленке жидкости. Такое воздействие позволит определить состав жидкости, наличие конкретных биомолекул и даже газовый состав.
Поверхностный плазмонный резонанс образуется, когда фиксированный луч света попадает на металлическую пленку; при этом большая часть света отражается, а небольшое его количество поглощается поверхностными электронами среды, приводя их в состояние резонанса. При взаимодействии металлической пленки с жидкостью организма, показатель преломления жидкости определяет размер поглощенного количества света и его положение в световом спектре. С помощью специального датчика, который фиксирует изменения в показателях преломления, связанных с определением в составе биомолекул или остаточных газов, можно проанализировать важную информацию о составе биологической жидкости или газа на основании отраженного и поглощенного света.
Явление поверхностного плазмонного резонанса широко используется в работе различных биодатчиков, но, как правило, требует громоздкого лабораторного оборудования, включающего в себя детектор и источник света. Теперь все функции таких приборов сможет выполнять небольшой смартфон, подключенный к портативному U-образному устройству, состоящему исключительно из сердечника из многомодового волокна, диаметром в 400-микрометров, покрытый чувствительной серебряной пленкой.
Эксперименты, которые проводились на тестирование нового устройства с растворами различной концентрации глицерина, показали высокую чувствительность специальных смартфонов, не уступающей чувствительности стандартного лабораторного оборудования.
Знаете ли вы, что точность диагноза рак молочной железы, установленного при маммографии, составляет в среднем лишь 50-80% и зависит от плотности тканей груди и степени развития болезни. Ученые гинекологической клиники при Фрайбургском университете нашли новый универсальный способ установления диагноза этого онкологического заболевания с точностью, которая составляет более 90%. Новый метод, основанный на анализе мочи, позволяет ставить диагноз на ранних, бессимптомных стадиях заболевания, что, как известно, является определяющим фактором для положительного прогноза.
В настоящее время большинство пациенток, у которых по результатам маммографии выявили подозрения на раковую опухоль, вынуждены пройти через еще одну процедуру – дорогостоящую и болезненную – инвазивную биопсию. Все эти действия направлены на уточнение первоначального диагноза. Стоит отметить, что в США ежегодно проводят 1,6 млн. таких биопсий. Из этого количества только у 0,3 млн. пациенток диагноз подтверждается. Если бы существовали более совершенные методы диагностики, не было бы оснований подвергать неприятной процедуре такое количество пациенток.
Немецкие исследователи утверждают, что новый метод, открытый ими, станет революцией в ранней диагностике этого онкологического заболевания у женщин, которое ежегодно уносит до 400 тысяч жизней. Ведь, как известно, именно диагноз на ранних стадиях рака груди и является залогом успешного лечения заболевания, которое занимает лидирующее место среди всех онкологических заболеваний у женщин.
Ученые Фрайбургского университета оформили заявку на получение патента на свое изобретение, которое позволяет определить наличие злокачественной опухоли в груди по содержанию определенных веществ, содержащихся в моче пациентки.
В клетках злокачественных опухолей часто нарушается работоспособность определенных молекул – микроРНК, которые отвечают за клеточный метаболизм. Вместе с кровью эти молекулы переходят в мочу. Исследователи использовали этот критерий и, измеряя состав микроРНК в моче, определили с точностью, равной 91 %, есть ли у пациентки рак груди или нет.
Правда, в исследовании, проведенном немецкими исследователями, пока участвовало всего 48 женщин: 24 из них были здоровыми, у 24 была обнаружена раковая опухоль в начальной стадии развития.
Эффективность нового метода диагностирования онкологического заболевания груди будет проверена другими исследованиями с участием большего количества пациенток.