“再抓住一次癌转移”……UNIST·KAIST开发可清洗重复使用传感器

利用可清洗并可重复使用的低价传感器的液体活检技术已经被开发出来。

这有望大幅降低昂贵的液体活检费用。

蔚山科学技术院电气电子工程系 Kim Myungsoo 教授团队与韩国科学技术院 Shin Woojeong 教授团队、延世大学 Kang Joohun 教授团队共同合作，利用二硫化钼（MoS2）和射频（RF）开发出了可重复使用的高灵敏度液体活检传感器，并于12日对此进行了说明。

研究团队，（自左起）Kim Myungsoo 教授、Shin Woojeong 教授（KAIST）、Lee Seungchan 研究员、Choi Eunho 研究员（KAIST）。UNIST 提供

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液体活检是一种无需切取实际组织，只通过检测血液或体液中漂浮的脱落 DNA 片段来发现癌症的技术。但以往的检测方法中，传感器多为一次性，或传感器制造成本较高，导致检查费用负担沉重。

研究团队开发的二硫化钼传感器只需用特殊溶液清洗，即可重复使用5次。其制作工艺也十分简单，工艺成本低廉。只要将二硫化钼油墨涂覆在基板上并旋转，使油墨中的溶剂挥发即可。

诊断方式为：将患者体液滴在传感器上，再发射射频（RF）并观察其反应。其原理是，靶标 DNA 黏附到传感器上时引起介电常数和电阻的变化，从而使射频信号的谐振频率发生位移。

该传感器仅检测以往基因分析技术难以捕捉到的“单链 DNA”。单链 DNA 是在晚期癌症或发生淋巴结转移的患者体内高浓度出现的生物标志物。一般而言，DNA 通常以两条单链相互对向结合形成的双螺旋结构存在。

在实验中，该传感器能够准确检测到极低浓度的、作为癌症诊断指标的 “AluSx1” 基因 DNA 片段，最低可达 154.67 nM（纳摩尔）。

用于清洗传感器的特殊溶液中含有互补碱基。DNA 的双螺旋结构是由称为碱基的分子相互对向配对结合而成，其中可以互相配对的组合，即互补组合，是既定的。附着在传感器表面的单链 DNA 在清洗液中遇到与之配对的碱基并结合后，形成完整的双螺旋；而双螺旋 DNA 即使不做额外处理，也会自动从传感器上脱落。

可重复使用的液体活检传感器的结构、工作原理及再生过程。

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本次研究由 Kim Myungsoo 教授与 Shin Woojeong 教授担任通讯作者，蔚山科学技术院研究员 Lee Seungchan 与韩国科学技术院研究员 Choi Eunho 担任第一作者并主导开展。

联合研究团队表示：“我们已经能够以低成本检测与癌转移密切相关的单链 DNA，今后在实际临床中有望大幅降低癌转移早期诊断及预后监测的费用”，“并计划将这一技术发展为不仅在医院，在家庭中也能轻松管理癌症预后的自我诊断设备和智能健康管理系统。”

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该研究成果在韩国研究财团个人基础研究（新进研究）、国家议题基础研究、基础研究室支援项目、BRIDGE 融合研究开发项目，以及信息通信规划评价院（IITP）区域智能化创新人才培养项目的资助下完成，并已于1月22日在线发表在传感器领域国际学术期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》上。

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