韩国研究人员研发出新的传感器 能用尿液诊断出癌症

韩国研究人员研发出新的传感器能用尿液诊断出癌症韩国材料科学研究所HoSangJung博士的研究团队开发的"通过放大尿液代谢物开发现场适用的条形传感器用于癌症诊断"的示意图。资料来源:韩国材料科学研究所(KIMS)。这项技术可以应用于前列腺癌和胰腺癌的检查,无需额外的分析过程,只需在需要检测时滴入少量(10uL)尿液后照射光线即可。该测试装置以条状形式制造,因此可以在现场快速、高灵敏度地诊断癌症。研究小组注意到了癌症患者和正常人尿液中存在的代谢组成分的差异。当癌细胞在体内增殖时,由于新陈代谢异常,它们会向尿液中分泌不同的代谢物。为了将其归为现有技术,需要昂贵的大型设备,限制了现场的应用。研究小组开发了一种表面增强拉曼散射传感器,通过在多孔纸上形成一个珊瑚状的等离子体纳米材料,将尿液中的代谢物的光学信号放大10亿倍以上。当尿液滴入传感器并照射光线时,癌症代谢物信号在传感器表面被放大,从而使诊断癌症成为可能。研究小组将一种基于人工智能的分析方法应用于获得的光谱信号,并成功地将高达99%的前列腺癌和胰腺癌患者与正常人区分开来。目前使用的一些癌症诊断技术通过血液检查或放射学方法检测癌症的存在,并通过组织学分析诊断癌症。许多人试图通过每年的健康检查来追踪癌症的发生,但在许多情况下,癌症被发现得很晚,治疗被推迟或发生死亡。特别是处于医疗盲区的人很难定期接受检查,所以往往是在癌症已经相当严重的情况下才被发现。这项研究使用了尿液,这是一种任何人都可以轻易获得的生物样本。它可用于利用尿液进行新的癌症诊断方法,现场快速筛查癌症患者,以及癌症患者治疗后的复发监测技术。此外,由于条状传感器的生产价格低于每单位100韩元,因此预计它可以用于大规模检查。负责这项研究的高级研究员HoSangJung说:"在诊断方法不甚明了的癌症中,如胰腺癌,很难发现,初步诊断后的生存率很低。据了解,韩国每天有14名胰腺癌患者死亡,每人每年的经济成本约为6300万韩元。由于早期诊断对于癌症等不治之症最为重要,我们期望这项技术能够提供一种新的诊断方法。"这项工作得到了韩国材料科学研究所(KIMS)的基础研究计划和韩国国家研究基金会的支持。此外,该研究成果于1月9日发表在生物传感器领域的世界知名杂志'BiosensorsandBioelectronics(If:12.5,JCRtop<3%)'。研究团队在韩国和美国申请了相关专利。目前,研究团队正在逐步增加通过分析前列腺癌、胰腺癌、结肠直肠癌和肺癌患者的尿液可以诊断的癌症类型。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348877.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1348877.htm

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研究人员揭示了胰腺癌如何抵御治疗的过程

研究人员揭示了胰腺癌如何抵御治疗的过程胰腺癌细胞(蓝色的细胞核)被显示为包裹在膜(红色)中的球体生长。资料来源:国家癌症研究所胰腺癌也是有效治疗最具挑战性的癌症之一,胰腺癌干细胞对化疗和免疫疗法等常规和靶向治疗都迅速产生抗性。因此,被诊断为胰腺癌的人的5年生存率仅为10%。由加州大学圣地亚哥分校医学院和桑福德再生医学联盟的研究人员领导的一个国际科学家团队发现了另一种机制,最具有抗药性的胰腺癌细胞可以逃避治疗。在发表于《自然-通讯》的一项新研究中,该团队揭示这些细胞利用通常抑制肿瘤的一组蛋白质中的一个成员,反而帮助癌细胞逃避治疗并更快地生长。以前的研究表明,胰腺癌的治疗抗性是由对常规药物的不同反应造成的,而肿瘤细胞的异质性(多样性)--特别是鼓励治疗抗性的干细胞特性--则助长了这种反应。在新的研究中,高级作者TannishthaReya博士(原加州大学圣地亚哥分校医学院药理学和医学教授及癌症生物学部门主任)及其同事调查了表观基因组学(告诉基因组该做什么的众多蛋白质)而不是基因组变化(特定于基因本身)的转变可能如何驱动抗性。哥伦比亚大学生理学和细胞生物物理学教授、赫伯特-欧文综合癌症中心转化研究副主任Reya说:"胰腺癌干细胞是能够抵抗传统疗法并推动肿瘤复发的侵略性癌细胞,它们依靠表观遗传学调节来保护自己并促进生存和生长。我们想确定癌症干细胞用来更好地了解治疗抗性的基本工具和机制--也许是如何绕过它们。"Reya及其同事将目标锁定在SMARCD3上,它是调控染色质的SWI/SNF家族成员,染色质是形成染色体的DNA和蛋白质的混合物,是发育过程中干细胞功能的必需品。但是,虽然SWI-SNF亚单位通常作为肿瘤抑制剂,研究人员发现SMARCD3在癌症中被放大,在胰腺癌干细胞中明显丰富,并在人类疾病中上调或增加。而当研究人员在胰腺癌模型中删除SMARCD3时,该蛋白的缺失减少了肿瘤的生长并提高了生存率,特别是在化疗的情况下。Reya说:"重要的是,我们发现SMARCD3有助于控制脂质和脂肪酸的代谢,这与癌症的治疗抗性和不良预后有关。数据表明,抗治疗的胰腺癌细胞依赖于SMARCD3,以帮助确保它们能够避免抗癌治疗和积极生长的代谢景观。这使得SMARCD3成为潜在疗法的一个令人兴奋的新目标"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345779.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1345779.htm

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大阪大学研究人员开发出柔韧可弯曲的光学传感器 揉成一团也能用

大阪大学研究人员开发出柔韧可弯曲的光学传感器揉成一团也能用在最近发表于《先进材料》(AdvancedMaterials)上的一项研究中,大阪大学科学与工业研究所(SANKEN)的研究人员在一种超薄柔性薄片上开发出了一种光学传感器,这种传感器可以弯曲而不会断裂。事实上,这种传感器非常灵活,即使被揉成一团也能正常工作。在照相机中,光学传感器是感应穿过镜头的光线的装置,类似于人眼的视网膜。传感器设计的创新"传统的光学传感器是使用无机半导体和铁电材料制造的,"该研究的主要作者ReiKawabata说。"这使得传感器变得僵硬,无法弯曲。为了避免这个问题,我们研究了另一种探测光的方法。"与传统的光传感器不同,研究人员使用的是印在超薄聚合物基底(小于5微米)上的微小碳纳米管光电探测器阵列。当暴露在光线下时,碳纳米管会发热,形成热梯度,然后产生电压信号。在印刷过程中掺入化学载体可进一步提高纳米管的灵敏度。利用这些纳米管,可以测量可见光以及与热或分子有关的红外光。用于宽带红外热分析的集成有机电路的超灵活无线成像仪利用片状光学传感器对光、热和分子进行探测和成像。无线技术集成除了碳纳米管传感器,聚合物基板上还印有有机晶体管,将电压信号组织成图像信号。要读取这种信号,计算机不需要通过电线与传感器进行物理连接。取而代之的是一个无线蓝牙模块。该研究的资深作者荒木祯平说:"有了这套无线系统,我们的成像仪就能附着在柔软和弯曲的物体上,对其表面或内部进行分析,而不会损坏它们。"集成了碳纳米管光电探测器和有机晶体管的片式光学传感器研究人员制作了薄片型光学传感器的原型,并测试了其感应人体手指或电线等物体的热量以及流经管道的葡萄糖的能力。他们发现,这种光学传感器在很宽的波长范围内都具有很高的灵敏度。此外,在室温和大气条件下,测试表明它具有很高的弯曲耐久性,即使被揉皱也能正常工作。这种无线测量系统和薄片型光学传感器的独特优势将为执行许多任务(如无需采样即可评估液体质量)带来更简单的新方法。研究人员认为,它在无损成像、可穿戴设备和软机器人等许多应用领域都大有可为。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1419657.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1419657.htm

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研究人员发现胰腺癌会引发免疫反应与之前的观点相矛盾作为CSHL教授DouglasFearon实验室的博士后,姚敏研究了胰腺癌细胞(上图红色),以更好地了解它们如何与免疫系统相互作用。费伦指出,如果没有西蒙斯基金会的慷慨支持,这项基础研究是不可能实现的。图片来源:Fearon实验室/冷泉港实验室超过90%的胰腺癌病例归因于一种侵袭性、致命的疾病,称为胰腺导管腺癌(PDAC)。研究人员对我们的免疫系统如何与PDAC相互作用知之甚少。因此,想出治疗方法是很棘手的。人们认为患者不会对癌症表现出自然的免疫反应,因为肿瘤环境以某种方式阻止了这种反应。许多人根本不相信PDAC会与免疫系统相互作用。CSHL科学家现已证实,胰腺癌确实会引发我们的免疫系统的反应。然而,帮助抵抗大多数疾病的T细胞很难浸润PDAC肿瘤。这些发现可能有助于指导未来开发治疗方法的努力。在这项研究中,CSHL教授DouglasFearon与一个团队合作,其中包括主要作者MinYao、Zucker医学院的MatthewWeiss教授以及来自ColdSpringHarbor高中的CSHLPartnersfortheFuture项目参与者SophiaShen。他们首先着手寻找一种仅存在于PDAC肿瘤而非正常组织中的新抗原。身体会产生称为抗体的细胞,这些细胞可以识别特定抗原并帮助破坏它们。识别新的PDAC抗原可以帮助解释为什么有些患者比其他患者有更好的结果。意外的发现和影响研究小组对七名NorthwellHealth患者的胰腺肿瘤样本中的浆细胞进行了测序。然后他们根据该序列创建了合成抗体。这个想法是,合成抗体将引导团队寻找人体免疫反应背后的新PDAC抗原。但他们没有找到他们要找的对象,相反,他们发现了25种抗体,可以对体内产生的癌细胞和正常细胞的抗原做出反应,这些抗体在患者之间是一致的。“我对数据的清晰度感到惊讶,我们有许多抗体与来自多个患者的相同抗原发生反应,”费伦说。此前,研究人员曾认为胰腺癌会抑制免疫力。有些人甚至探索接种疫苗作为一种可能的解决方案。根据他的团队的发现,费伦表示可能不需要这种策略。“胰腺癌在免疫学上并不是沉默的。这就是信息,”费伦解释道。“胰腺肿瘤已经具有免疫原性。我们面临着让免疫反应攻击癌症的挑战。”现在科学家们更好地了解了这个问题,他们可以尝试开发可行的解决方案。对于胰腺癌界来说,这是真正的进步,也是值得欢迎的发展。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400689.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1400689.htm

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研究人员利用钻石量子传感器延长了EV续航里程电动汽车(EV)作为传统汽油内燃机汽车的环保替代品,其受欢迎程度一直在上升。这就引发了针对开发高效EV电池的主要研究工作。然而电动汽车的一个重要低效率则是由对电池电量的不准确估计造成。通过测量电池的电流输出以评估电动车电池的充电状态这种方法被用来计算车辆的剩余驾驶里程的估计值。通常情况下,EV的电池电流可以达到数百安培。然而能够检测这种电流的商业传感器无法测量毫安级的电流的微小变化。这导致了电池电量估算中约10%的不确定性。这意味着,EV的行驶里程可以延长10%。这反过来将减少电池的低效使用。幸运的是,一个科学家团队现在已经想出了一个解决方案。在他们的研究中,他们报告了一种基于钻石量子传感器的检测技术,在测量EV典型的高电流时可以在1%的精度内估计电池电量。来自日本东京工业大学的研究团队由的MutsukoHatano教授领导,他们的研究报告已于今日发表在《ScientificReports》上。“我们开发了对毫安级电流敏感的钻石传感器,其结构紧凑并可以在汽车中实施。此外,我们测量了大范围的电流并在嘈杂的环境中检测到了毫安级的电流,”Hatano教授说道。据悉,研究人员开发了一个使用了两个钻石量子传感器的原型传感器,它们被放置在汽车的母线(输入和输出电流的电气连接点)的两侧。然后他们使用一种叫做“差分检测”的技术消除了两个传感器检测到的共同噪音,只保留实际信号。这反过来使他们能在背景环境噪声中检测到10毫安的小电流。接下来,科学家团队使用两个微波发生器产生的频率的模拟-数字混合控制以在1千兆赫兹的带宽内追踪量子传感器的磁共振频率。这使得大动态范围(检测到的最大电流与最小电流之比)达到±1000A。此外,-40至+85℃的宽工作温度范围被确认为涵盖了常规车辆应用。最后,研究小组在全球统一轻型汽车测试周期(WLTC)驾驶中测试了该原型,这是EV能源消耗的标准测试。该传感器准确地追踪了从-50A到130A的充/放电电流,另外还证明了电池电量估计的准确性在1%以内。那么这些发现有什么意义呢?Hatano教授说道:“将电池使用效率提高10%将使电池重量减轻10%,这将使2030年WW的2000万辆新EV减少3.5%的运行能量和5%的生产能量。而这又相当于在2030年WW交通领域减少0.2%的二氧化碳排放。”我们当然希望这一突破使我们离碳中性社会更近一步!"。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313115.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1313115.htm

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