طوّر العلماء نظام تصوير رامان فائق الحساسية يحدد الأنسجة السرطانية عن طريق كشف إشارات ضوئية خافتة من جسيمات نانو مرتبطة بمؤشرات الورم. هذه التكنولوجيا، التي تفوق حساسيتها الأدوات الحالية بكثير، يمكن أن تسرّع فحص السرطان وتمكّن من الكشف المبكر. بقيادة باحثين من جامعة ميشيغان ستيت، يعد النظام بإدخال التصوير المتقدّم إلى التطبيق السريري.
قام فريق من معهد العلوم والعلوم الهندسية الصحية الكمية في جامعة ميشيغان ستيت بتطوير نظام تصوير رامان مدمج قادر على التمييز بين الأنسجة السرطانية والصحية. تعتمد الابتكار على جسيمات نانو لتشتت رامان المحسّن سطحياً (SERS) مصممة للالتصاق بمؤشرات الورم، مثل بروتين CD44 على الخلايا السرطانية. تعزّز هذه الجسيمات الإشارات الرامان الضعيفة، والتي يكتشفها النظام لإبراز مناطق الورم المحتملة تلقائياً.
يشمل التشخيص التقليدي للسرطان صبغ العينات ومراجعة عتّاد الأمراض، لكن هذه الأداة تقدّم بديلاً أسرع. "تتطلب الطرق التقليدية للتشخيص المتعلق بالسرطان وقتاً طويلاً وجهداً مكثفاً لأنها تحتاج إلى صبغ عينات الأنسجة وفحص عتّاد الأمراض لأي تشوهات"، شرح تشين تشيو، قائد الفريق البحثي. "بينما لن يحلّ نظامنا محل علم الأمراض فوراً، يمكن أن يعمل كأداة فحص سريعة لتسريع التشخيص".
نُشر في مجلة Optica في 23 ديسمبر 2025، يُظهر الدراسة قدرة النظام على كشف إشارات رامان أضعف بأربع مرات من تلك في الأنظمة التجارية المقارنة. يجمع بين ليزر مصدر ممسوح، الذي يغيّر أطوال الموجات أثناء التحليل، مع كاشف فوتونات نانوواير فائق التوصيل (SNSPD) الذي يلتقط جسيمات الضوء الفردية بضوضاء دنيا. تحقّق هذه الإعداد حساسية فيم-tomolar في محاليل الجسيمات النانوية وتوفّر تبايناً قوياً في الاختبارات على خلايا سرطان الثدي وأورام الفئران والأنسجة الصحية.
"كانت إشارات SERS مركّزة بقوة في عينات الورم، مع خلفية ضئيلة فقط في الأنسجة الصحية"، لاحظ تشيو. يدعم التصميم المدمج المرتبط بالألياف إمكانية التصغير للاستخدام المحمول أو أثناء العملية، مما يحسّن دقة الخزعات ومراقبة تقدّم المرض غير الجراحي.
تشمل الأعمال المستقبلية تعزيز سرعة القراءة بليزرات أسرع مثل VCSELs، توسيع التحقق، وتمكين التعدد لمؤشرات حيوية متعددة. تعاون الباحثون مع Quantum Opus لأجهزة SNSPD. بتكييف الجزيئات الموجّهة، يمكن تطبيق الطريقة على أنواع مختلفة من السرطان، مما يحسّن في النهاية نتائج المرضى من خلال الكشف والعلاج الأسرع.
