قام باحثون بتطوير حساس نانوي قادر على كشف سرطان الرئة عن طريق تحليل مستويات الإيزوبرين في التنفس، محققا حساسية ودقة عالية، يعتمد هذا الحساس على نُدف من أكسيد الإنديوم المعزز بالبلاتين وتم دمجه في جهاز محمول يتمكن بفعالية من التمييز بين مرضى سرطان الرئة والأشخاص الأصحاء في اختبارات صغيرة الحجم.

التنفس كأداة تشخيصية

يحتوي الهواء الذي نتنفسه على أدلة كيميائية قيمة حول حالتنا الصحية، بما في ذلك مؤشرات على أمراض مثل سرطان الرئة. تطوير وسائل للكشف عن هذه المركبات يمكن أن يمكن الأطباء من إجراء التشخيصات في وقت مبكر، مما يحسن فرص العلاج للمرضى.

في دراسة نُشرت اليوم في مجلة "ACS Sensors"، وصف الباحثون إنشاء حساسات نانوية فائقة الحساسية استطاعت بنجاح في اختبارات أولية تحديد تغير كيميائي رئيسي في هواء التنفس لدى مرضى سرطان الرئة. تأتي هذه الدراسة تزامنًا مع شهر التوعية بسرطان الرئة.

نُدف نانوية للكشف عن سرطان الرئة

أظهرت هذه النُدف النانوية واعدة في الكشف عن سرطان الرئة عبر استشعار تغير في كيمياء التنفس، يشير الباحثون إلى أن انخفاض مستويات مركب الإيزوبرين في التنفس قد يشير إلى وجود سرطان الرئة، وأن الكشف عن هذه التغييرات الصغيرة يتطلب حساسات فائقة الحساسية قادرة على قياس مستويات الإيزوبرين في أجزاء من المليار (ppb).

تعزيز حساسية الحساسات باستخدام أكسيد الإنديوم

قام الباحثون بتطوير مجموعة من حساسات نانوية تعتمد على أكسيد الإنديوم (In2O3). واكتشفوا أن نوعا معينا منها، يسمى Pt@InNiOx لاحتوائه على عناصر البلاتين (Pt) والإنديوم (In) والنيكل (Ni)، قدم أفضل أداء. هذه الحساسات تمكنت من:

الكشف عن مستويات الإيزوبرين حتى 2 جزء في المليار، وهو مستوى من الحساسية يتجاوز الحساسات السابقة.

التفاعل مع الإيزوبرين بشكل خاص دون غيره من المركبات الطيارة الشائعة في التنفس.

الأداء بشكل ثابت خلال تسع استخدامات محاكاة.

وأظهرت التحليلات الفورية لهيكل النُدف النانوية وخصائصها الكهروكيميائية أن تجميعات البلاتين النانوية المثبتة على النُدف قد حفزت عملية استشعار الإيزوبرين، مما أدى إلى أداء فائق الحساسية.

تطوير جهاز محمول للاختبار في العالم الحقيقي

أخيرا، لتوضيح الإمكانات الطبية لهذه الحساسات، قام الباحثون بدمج نُدف Pt@InNiOx في جهاز استشعار محمول. في هذا الجهاز، قاموا بتحليل التنفس الذي جُمع من 13 شخصًا، منهم خمسة مصابين بسرطان الرئة. تمكن الجهاز من اكتشاف مستويات الإيزوبرين المنخفضة في عينات الأشخاص المصابين بالسرطان، مقارنة بمستويات أعلى من الأشخاص الأصحاء.

يشير الباحثون إلى أن هذه التقنية قد تحقق طفرة في الكشف غير الجراحي عن سرطان الرئة، مما يعزز فرص النجاة ويحسن النتائج الصحية للمرضى.