浙江
對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)，身體雖然不舒服，但是一想要去醫(yī)院排長(zhǎng)隊(duì)、抽好幾大管血，然后焦慮地等上好久的報(bào)告，心里直接就打退堂鼓了。但是現(xiàn)在有一種新技術(shù)，只需要在家像測(cè)血糖一樣扎一下手指，擠出一滴血，用一個(gè)巴掌大的小儀器掃一下，幾分鐘就能知道自己有沒(méi)有早期癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。
就在最近，杭州西湖大學(xué)的文燎勇團(tuán)隊(duì)把這個(gè)看似遙不可及的夢(mèng)想往前推進(jìn)了一大步。用溫教授自己的話說(shuō)，這項(xiàng)工作就是為了讓這種高性能的醫(yī)學(xué)診斷，能真正走進(jìn)診所、走進(jìn)偏遠(yuǎn)地區(qū)，甚至走進(jìn)千家萬(wàn)戶。
說(shuō)起傳統(tǒng)的血液癌癥篩查設(shè)備，那可真是個(gè)“巨無(wú)霸”。因?yàn)橐玫嚼忡R、光譜儀和一堆復(fù)雜的光路，整套系統(tǒng)通常大得跟個(gè)雙開(kāi)門(mén)冰箱差不多，只能呆在專業(yè)的大型實(shí)驗(yàn)室里。但文教授的團(tuán)隊(duì)用了一種叫“Q調(diào)制折射傳感”的新機(jī)制，直接把這個(gè)“大冰箱”濃縮成了一個(gè)能握在手里的設(shè)備。
這里面的原理挺有意思。以前的設(shè)備檢測(cè)的是光波長(zhǎng)的變化，而新設(shè)備只測(cè)量光強(qiáng)度。這就好比以前要拿一把一米長(zhǎng)的尺子去量東西，而新系統(tǒng)卻能敏銳地察覺(jué)到幾微米級(jí)別的細(xì)微變化——也就是當(dāng)血液里有癌癥標(biāo)志物時(shí)，光線穿過(guò)樣本時(shí)那一點(diǎn)點(diǎn)彎曲角度的改變。
為了搞定這個(gè)，團(tuán)隊(duì)用超材料設(shè)計(jì)了一款3D芯片。以前這種芯片制造得用電子束光刻技術(shù)
一筆一畫(huà)地寫(xiě)入，一個(gè)芯片成本就要幾百美元，根本沒(méi)辦法量產(chǎn)。該團(tuán)隊(duì)直接把芯片制造推進(jìn)到了“活字印刷”時(shí)代。先做個(gè)母版，然后直接在大晶圓上成千上萬(wàn)地“印刷”，不僅質(zhì)量高度一致，成本更是一下子被砍到了只要5美元。
芯片成本打下來(lái)了，系統(tǒng)也簡(jiǎn)化了，最后做出來(lái)的手持設(shè)備只要一個(gè)3D芯片、一個(gè)LED光源和一個(gè)光電探測(cè)器就能搞定，完美適配居家使用。
為了驗(yàn)證，團(tuán)隊(duì)拉上廈門(mén)大學(xué)一起做了臨床試驗(yàn)，專門(mén)去檢測(cè)與肺癌相關(guān)的小細(xì)胞外囊泡（sEVs）。這種物質(zhì)在肺癌早期患者的血液里含量極低，以前的常規(guī)手段基本很難抓到。結(jié)果手持小設(shè)備一上場(chǎng)，靈敏度直接比傳統(tǒng)的ELISA方法飆升了約10000倍。
在對(duì)171份肺癌患者的臨床血清樣本進(jìn)行實(shí)測(cè)后，數(shù)據(jù)顯示：它對(duì)早期肺癌的檢測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)94.9%，術(shù)后監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確率也有92.1%，而傳統(tǒng)方法只有74.7%。這簡(jiǎn)直是降維打擊。
根據(jù)該研究論文，這種微納制造技術(shù)的應(yīng)用范圍遠(yuǎn)不止于腫瘤篩查，已廣泛應(yīng)用于光學(xué)、電磁信號(hào)交互等領(lǐng)域，成為推動(dòng)數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型的重要力量。
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