一个单分子生物电子便携式阵列用于早期诊断胰腺癌前体
Enrico Genco1, Francesco Modena2,3, Lucia Sarcina4
1Department of Electrical Engineering, Eindhoven University of Technology, Eindhoven, 5600 MB, The Netherlands.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|July 15, 2023
概括
一个新的便携式设备可以使用单分子分析在患者液体中检测胰腺癌前体. 这种生物电子传感器实现了高精度,为早期的护理点诊断铺平了道路.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分子诊断学 分子诊断
- 在瘤学瘤学.
背景情况:
- 胰腺癌的前体,粘膜囊,目前被诊断为有限的灵敏度 (≤80%) 使用分子分析,如KRAS突变检测.
- 提高诊断准确性需要同时测量与恶性转变相关的蛋白质,如MUC1和CD55.
研究的目的:
- 开发和评估一个便携式的,医疗点 (POC) 生物电子传感器阵列,用于敏感和特定检测胰腺癌前体.
- 为了使细胞囊液和血中的核酸和蛋白质同时进行单分子分析.
主要方法:
- 开发了一种使用单分子与大晶体管 (SiMoT) 技术的96井生物电子传感阵列.
- 该系统包括一个一次性有机电子弹药盒,一个电解质开关的有机晶体管传感器阵列和一个具有定制Si-IC芯片的可重复使用的读取器.
- 在1.5小时内,对患者样本 (血或囊液) 进行了KRAS突变,MUC1和CD55生物标志物的多重分析.
主要成果:
- SiMoT阵列实现了单分子识别极限 (LOI),错误阳性/负率低 (1%).
- 多重生物标记数据的机器学习分析将胰腺癌前体分类为具有≥96%的诊断灵敏度和100%的诊断特异性.
- 该系统证明了在血中对胰腺癌前体的POC查的可行性.
结论:
- 开发的生物电子传感阵列为早期检测胰腺癌前体提供了高度敏感和特定的方法.
- 这种利用液体活检的POC技术有可能显著改善早期诊断和患者的治疗结果.
- 在更大的队列中进行进一步验证是有必要的,以确定临床效用.
