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近日,蚌埠醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院胸外科王安生團隊在Chemical Engineering Journal(中科院1區(qū),Top期刊,IF 13.4)發(fā)表了題為“Engineered flower-shaped MXene-copper nanowire composite facilitate mechanically tuned and sensitive field-effect transistors in miniaturized portable devices toward noninvasive NSCLC prognostic monitoring”的文章,研發(fā)了一種可以監(jiān)測非小細胞肺癌(NSCLC)預(yù)后的便攜式監(jiān)測平臺。
非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)是全球癌癥相關(guān)死亡的主要原因之一,診斷和預(yù)后監(jiān)測對于提高患者生存率至關(guān)重要。然而,肺癌的無癥狀性和早期癥狀的復(fù)雜性往往導(dǎo)致大多數(shù)患者在晚期才被診斷出來,治療選擇有限。因此,開發(fā)高效便捷的監(jiān)測方法,特別是對于NSCLC預(yù)后監(jiān)測至關(guān)重要。
在這項研究中,該團隊開發(fā)了 Sp-Cu@MX@FETs,這是一種非侵入性和用于非小細胞肺癌(NSCLC)管理的便攜式預(yù)后監(jiān)測平臺。該平臺利用痰液中的 microRNA-21作為生物標志物,利用銅 nanowire@transition 金屬碳化物 (CuNWs@MXene) 作為場效應(yīng)晶體管 (FET) 中的半導(dǎo)體,實現(xiàn)了極限為 0.23 fM 的超靈敏檢測。CuNWs 和 MXene 的雙重增強提高了靈敏度并確保了強大的抗機械干擾性能,從而能夠在動態(tài)環(huán)境中高效運行。臨床上,Sp-Cu@MX@FETs 在區(qū)分 NSCLC 患者和健康個體方面表現(xiàn)出診斷的高準確性(p < 0.005,AUC = 0.97),并有效跟蹤 microRNA-21 的動態(tài)預(yù)后趨勢,與血清 CEA 水平密切相關(guān)。該平臺集合了材料優(yōu)化、復(fù)雜設(shè)計和便攜式功能,為無創(chuàng)非小細胞肺癌預(yù)后監(jiān)測提供了變革性的解決方案,在更廣泛的醫(yī)療保健診斷和個性化醫(yī)療中具有潛在應(yīng)用價值。
用于非小細胞肺癌(NSCLC)醫(yī)療保健監(jiān)測的 Sp-Cu@MX@FETs 示意圖。
(a-b)非小細胞肺癌進展和采集無創(chuàng)痰液樣本進行分析。
(c) 開發(fā)一種緊湊的便攜式晶體管設(shè)備,設(shè)計用于痰液樣本中的靈敏生物標志物檢測。
(d) Sp-Cu@MX@FETs 傳感器利用 CuNWs@MXene 的協(xié)同效應(yīng)來增強檢測能力。
(e) Sp-Cu@MX@FETs 的機制。
(f)銅納米線(CuNWs)的摻入可以顯著增強 MXene 的機械穩(wěn)定性。
(g) Sp-Cu@MX@FETs 用于非小細胞肺癌(NSCLC)預(yù)后的臨床監(jiān)測,為實時跟蹤疾病進展和治療效果提供無創(chuàng)和便攜式解決方案。
蚌埠醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院呼吸科趙成嶺副教授、胸外科夏兵、金釗醫(yī)生為該論文共同第一作者,胸外科王安生教授為該論文通訊作者。該項目得到了安徽省衛(wèi)生健康省財政重點項目(AHWJ2023A10103)、安徽省科技廳臨床醫(yī)學轉(zhuǎn)化專項重點項目(202304295107020080)的支持。
(張青黃/審 胸外科/供稿)