研究人員開發出一款手持式癌症篩查設備，能夠僅透過一滴血液檢測早期癌症生物標記。此項技術由中國的西湖大學研發，將傳統需要冰箱大小的實驗室設備縮小至可攜式裝置，同時提升檢測準確性。《南華早報》報導，該團隊的準確性提高至約是傳統方法的 10,000 倍。該系統採用 3D 邊界狀態於連續體（BIC）感測晶片運行，僅需晶片、一個 LED 光源及一個光檢測器即可操作。
細微光線的變化是生物檢測的希望所在——從簡單的血液抽取中捕捉腫瘤的微小痕跡長期以來都是一個後勤挑戰。為了捕捉早期腫瘤的微弱信號，醫生需要大型設備，這些設備配備了複雜的光學路徑、昂貴的光譜儀和敏感的稜鏡。此外，這些數百美元的檢測始終被鎖在專業機構的實驗室裡，距離最需要的人羣相距甚遠。
手持式癌症篩查設備的技術突破
在這項新研究中，團隊試圖將焦點從複雜的光波長轉向簡單的光強度。顯著的是，笨重的設備被一種稱為 Q 調製折射率感測的高靈敏機制所取代。為了實現這一點，設計了一種 3D 超材料晶片，能夠檢測當癌症生物標記存在時，光線彎曲方式的微小變化。此外，傳統晶片製造的緩慢昂貴過程也透過創新的鋁基製造技術得以解決。為了更好地理解該系統的驚人敏感度，可以想像整個光線彎曲的範圍沿著一米的尺子展開。
在這個範圍內，該設備的精確度足以檢測到微小至幾微米的變化。
高準確性方面，團隊不再依賴逐一製造晶片的繁瑣過程，而是採用更類似於活字印刷的方法。據報導，這使得在單一晶圓上批量生產數千個相同的 3D 感測晶片成為可能，將每個晶片的成本壓縮至僅 US$5 (約 HK$39)。這種價格實惠的晶片僅需一個基本的 LED 和一個光檢測器來測量光強度，從而創造出適合家庭使用的簡單緊湊設備。
為了證明其在現實世界中的能力，團隊與廈門大學合作，成功追蹤到通常在傳統實驗室設備中無法檢測的低水平肺癌生物標記（細胞外囊泡，sEVs）。在試驗中，手持設備的靈敏度比標準實驗室測試（ELISA）高出約 10,000 倍，能夠準確發現早期肺癌生物標記。在 171 個患者血清樣本的評估中，該口袋大小的工具在早期癌症檢測中達到了 94.9%的驚人準確率，並且在術後監測中達到了 92.1%的準確率。
相比之下，標準實驗室方法的準確率僅為 74.7%，突顯出該設備在改善早期診斷和患者追蹤方面的潛力。
通過證明超精確的基於光線的感測器可以縮小並以經濟實惠的方式大規模生產，該研究為新一代口袋大小的醫療工具建立了可靠的藍圖。無論是在大城市醫院的醫生、偏遠農村村莊的健康工作者，還是在廚房桌上進行自我檢測的患者，這項技術旨在使高度準確的早期疾病檢測變得普及、即時和全球可及。研究結果已發表於《自然光子學》期刊。
項目 規格 檢測精度 94.9%（早期癌症檢測），92.1%（術後監測） 晶片成本 US$5 (約 HK$39) 靈敏度 約 10,000 倍於標準實驗室測試
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