一个研究团队成功开发出一种条带型尿液传感器，能够放大尿液中代谢物的光信号，并能在现场诊断癌症。该技术可应用于前列腺癌（prostate cancer）和胰腺癌（pancreatic cancer）的检查，只需在需要测试时滴入少量（10微升）尿液并照射光线，无需额外的分析过程。该研究发表在《生物传感器与生物电子学》杂志上。

可负担且可及的癌症筛查

研究团队关注癌症患者和正常人尿液中代谢组学成分的差异。当癌细胞在体内增殖时，由于代谢异常，它们会向尿液中分泌不同的代谢物。为了将这种技术应用于现有技术，需要昂贵且大型的设备，限制了现场应用。研究团队开发了一种表面增强拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering，SERS）传感器，通过在多孔纸上形成珊瑚状等离子体纳米材料，将尿液中代谢物的光学信号放大超过10亿倍。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，使得诊断癌症成为可能。研究团队将基于人工智能（artificial intelligence，AI）的分析方法应用于获得的光谱信号，并成功区分了高达99%的前列腺癌和胰腺癌患者与正常人。

目前使用的许多癌症诊断技术通过血液测试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。许多人试图通过年度健康检查来追踪癌症的发生，但在许多情况下，癌症被发现时已经很晚，治疗延误或死亡发生。这项研究使用了任何人都可以轻松获得的生物样本——尿液。它可以用于一种新的尿液癌症诊断方法、现场快速癌症患者筛查以及癌症患者治疗后的复发监测技术。此外，由于条带型传感器的生产成本低于每单位100韩元，预计它可以用于大规模检查。

技术应用与展望

对于胰腺癌等诊断方法尚不明确的癌症，很难检测到，初次诊断后的生存率很低。由于早期诊断对于癌症等不治之症最为重要，研究人员期望这项技术提供一种新的诊断方法。目前，研究团队正在通过分析前列腺癌、胰腺癌、结直肠癌和肺癌患者的尿液，逐步增加可诊断的癌症类型。

参考信息
“3D plasmonic coral nanoarchitecture paper for label-free human urine sensing and deep learning-assisted cancer screening” by Vo Thi Nhat Linh et al., 9 January 2023, Biosensors and Bioelectronics.
DOI: 10.1016/j.bios.2023.115076