Momentinė diagnostika: VU fizikai pristato itin greitą biojutiklį
Vilniaus universiteto (VU) Fizikos fakulteto mokslininkai, bendradarbiaudami su tarptautiniais partneriais, pristatė revoliucinę elektroninio aukštų dažnių biojutiklio koncepciją. Šis įrenginys žymi didelį šuolį medicinos diagnostikos srityje, nes leidžia stebėti itin mažus procesus – pavyzdžiui, vykstančius ląstelėse ar organelėse – sekundės dalies tikslumu.
Senesni cheminiai biojutikliai, pavyzdžiui, visiems žinomi COVID-19 testai, reikalauja laiko atsakymui gauti. Taikomosios elektrodinamikos ir telekomunikacijų instituto specialistų sukurtas elektroninis jutiklis reaguoja akimirksniu. Tikimasi, kad šis atradimas gali tapti esminiu įrankiu ankstyvajai ligų, tokių kaip odos vėžys ar virusinės infekcijos, diagnostikai.
„Sukurta tokio jutiklio koncepcija atveria naujas galimybes biomolekulinių tyrimų srityje, nes leidžia stebėti procesus gyvai, nenaudojant cheminio žymėjimo“, – sako prof. Alvydas Lisauskas.
Terahercų galia: neinvazinis tyrimo metodas
Naujasis jutiklis veikia terahercinės spektroskopijos principu. Terahercai yra elektromagnetinių bangų spektro dalis, esanti tarp mikrobangų ir infraraudonosios šviesos. Ši spinduliuotė yra nepažeidžianti (neinvazinė), todėl puikiai tinka tirti gyvas ląsteles, nepažeidžiant tiriamojo objekto.
Pagrindiniai terahercinio biojutiklio privalumai:
- Spartumas ir jautrumas: Reaguoja momentaliai, leidžia stebėti molekulinius pokyčius realiu laiku.
- Minimalus mėginys: Koncentracijai nustatyti užtenka vos vieno mėginio lašelio.
- Neinvaziškumas: Nereikalingas cheminis žymėjimas.
Šiuos ypač greitus, aukštais dažniais veikiančius puslaidininkinius įtaisus prof. A. Lisauskas sukūrė bendradarbiaudamas su kolegomis iš Lenkijos aukštų slėgių fizikos instituto ir Vokietijos Frankfurto Goethe’s universiteto. Tokiam aukšto lygio mokslo plėtojimui būtinos modernios priemonės, pavyzdžiui, Vilniaus universitete naudojama MTEP įranga.
Kaip pažymi VU fizikas dr. Kęstutis Ikamas, personalizuota medicina sparčiai vystosi, o tai reikalauja veiksmingesnių ir ekonomiškesnių analitinių metodų. Būtent toks gali tapti ir naujasis terahercinis jutiklis.
Tyrimas, aprašantis šį atradimą, anksčiau buvo publikuotas prestižiniame „Nature“ grupės žurnale „Scientific Reports“.
Dažniausiai užduodami klausimai
Kas yra šis naujos kartos elektroninis biojutiklis ir kuo jis naudingas ligų diagnostikai?
Tai Vilniaus universiteto mokslininkų sukurtas aukštų dažnių elektroninis jutiklis, leidžiantis akimirksniu stebėti molekulinius pokyčius itin mažuose objektuose, pavyzdžiui, ląstelėse. Jo didžiausia nauda – itin sparti, tiksli ir be cheminio žymėjimo atliekama ligų (tokių kaip odos vėžys ar virusinės infekcijos) diagnostika, naudojant vos vieną mėginio lašelį.
Kuo šis lietuvių sukurtas jutiklis pranašesnis už įprastus cheminius testus (pvz., COVID-19 testą)?
Pagrindinis pranašumas yra greitis ir jautrumas. Jei tradicinis cheminis biojutiklis reikalauja laiko atsakymui gauti (kartais valandų), VU sukurtas elektroninis jutiklis, paremtas terahercine spektroskopija, veikia akimirksniu (sekundės dalies tikslumu). Be to, jis leidžia stebėti biologinius procesus gyvai ir realiuoju laiku be cheminio žymėjimo.
Kokioms konkrečioms ligoms diagnozuoti ar stebėti šis išradimas tinka?
Tyrimas, publikuotas žurnale „Scientific Reports“, rodo didelį potencialą ankstyvai ir tiksliai diagnostikai. Tikimasi, kad jutiklis gali tapti svarbiu įrankiu aptinkant ir stebint molekulinius pokyčius, susijusius su odos vėžio formavimusi, taip pat nustatant virusines infekcijas itin ankstyvoje stadijoje.
Ar šis lietuvių mokslininkų sukurtas jutiklis jau pasiekė medicinos įstaigas Lietuvoje?
Šiuo metu sukurta ir patvirtinta jutiklio koncepcija bei prototipas, o tyrimų rezultatai pripažinti tarptautiniu mastu. Nors tai didelis pasiekimas, jutiklio komercinis pritaikymas ir integracija į plačią medicinos praktiką, siekiant, kad juo būtų galima gelbėti gyvybes, dar reikalauja tolesnių bandymų ir bendradarbiavimo su pramonės partneriais.
Komentarai