Para ilmuwan telah mengembangkan sistem pencitraan Raman ultra-sensitif yang mengidentifikasi jaringan kanker dengan mendeteksi sinyal cahaya samar dari nanopartikel yang terikat pada penanda tumor. Teknologi ini, jauh lebih sensitif daripada alat saat ini, dapat mempercepat skrining kanker dan memungkinkan deteksi lebih dini. Dipimpin oleh peneliti dari Michigan State University, sistem ini menjanjikan membawa pencitraan canggih ke praktik klinis.
Sebuah tim dari Institute for Quantitative Health Science and Engineering di Michigan State University telah menciptakan sistem pencitraan Raman kompak yang mampu membedakan jaringan kanker dari jaringan sehat. Inovasi ini mengandalkan nanopartikel surface-enhanced Raman scattering (SERS) yang dirancang untuk menempel pada penanda tumor, seperti protein CD44 pada sel kanker. Nanopartikel ini memperkuat sinyal Raman lemah, yang dideteksi sistem untuk menyoroti area tumor potensial secara otomatis.
Diagnosis kanker tradisional melibatkan pewarnaan yang memakan waktu dan pemeriksaan ahli patologi, tetapi alat ini menawarkan alternatif yang lebih cepat. "Metode tradisional untuk diagnosis terkait kanker memakan waktu dan intensif tenaga kerja karena memerlukan pewarnaan sampel jaringan dan pemeriksaan ahli patologi untuk kelainan apa pun," jelas Zhen Qiu, pemimpin tim penelitian. "Meskipun sistem kami tidak akan langsung menggantikan patologi, ia dapat berfungsi sebagai alat skrining cepat untuk mempercepat diagnosis."
Diterbitkan di Optica pada 23 Desember 2025, studi ini menunjukkan kemampuan sistem untuk mendeteksi sinyal Raman empat kali lebih lemah daripada sistem komersial sebanding. Sistem ini menggabungkan laser swept-source, yang mengubah panjang gelombang selama analisis, dengan detektor foton tunggal nanowire superkonduktor (SNSPD) yang menangkap partikel cahaya individu dengan noise minimal. Pengaturan ini mencapai sensitivitas femtomolar dalam larutan nanopartikel dan memberikan kontras kuat dalam tes pada sel kanker payudara, tumor tikus, dan jaringan sehat.
"Sinyal SERS sangat terkonsentrasi pada sampel tumor, dengan latar belakang minimal yang terdeteksi pada jaringan sehat," catat Qiu. Desain kompak dengan serat optik mendukung potensi miniatur untuk penggunaan portabel atau intraoperatif, meningkatkan akurasi biopsi dan pemantauan perkembangan penyakit secara non-invasif.
Pekerjaan mendatang mencakup peningkatan kecepatan pembacaan dengan laser lebih cepat seperti VCSELs, memperluas validasi, dan memungkinkan multiplexing untuk beberapa biomarker. Peneliti berkolaborasi dengan Quantum Opus untuk perangkat SNSPD. Dengan menyesuaikan molekul target, metode ini dapat diterapkan pada berbagai jenis kanker, pada akhirnya meningkatkan hasil pasien melalui deteksi dan pengobatan yang lebih cepat.
