Para ilmuwan telah mengembangkan sensor berbasis cahaya yang dapat mengidentifikasi jumlah kecil biomarker kanker dalam sampel darah, berpotensi memungkinkan deteksi lebih dini daripada pemindaian tradisional. Teknologi ini menggabungkan nanostruktur DNA, CRISPR, dan titik kuantum untuk menghasilkan sinyal yang jelas dari hanya beberapa molekul. Tes pada serum pasien kanker paru menunjukkan hasil menjanjikan pada tingkat sub-attomolar.
Peneliti di Universitas Shenzhen di China telah menciptakan sensor inovatif untuk mendeteksi biomarker kanker pada konsentrasi sangat rendah dalam darah. Diterbitkan di jurnal Optica, perangkat ini menggunakan generasi harmonik kedua (SHG), proses di mana cahaya dikonversi menjadi setengah panjang gelombangnya pada permukaan disulfida molibdenum (MoS₂). Pendekatan ini menghindari kebutuhan amplifikasi kimia, menyederhanakan proses deteksi. Sistem ini menggabungkan tetrahedron DNA—nanostruktur berbentuk piramida—untuk memposisikan titik kuantum dengan presisi di dekat MoS₂. Titik kuantum ini meningkatkan medan optik dan memperkuat sinyal SHG. Teknologi CRISPR-Cas12a menargetkan biomarker spesifik; saat terdeteksi, ia memotong untai DNA yang menahan titik kuantum, menyebabkan penurunan sinyal SHG yang terukur. Metode ini meminimalkan noise latar belakang, memungkinkan deteksi tanpa langkah tambahan yang menambah waktu dan biaya. «Sensor kami menggabungkan nanostruktur dari DNA dengan titik kuantum dan teknologi pengeditan gen CRISPR untuk mendeteksi sinyal biomarker lemah menggunakan pendekatan berbasis cahaya yang dikenal sebagai generasi harmonik kedua (SHG)», kata Han Zhang, pemimpin tim penelitian. Platform ini mendeteksi miR-21, mikroRNA yang terkait dengan kanker paru, dalam sampel serum manusia dari pasien. Ia menunjukkan spesifisitas tinggi, mengabaikan untai RNA serupa dan hanya merespons target. «Sensor bekerja sangat baik, menunjukkan bahwa mengintegrasikan optik, nanomaterial, dan biologi dapat menjadi strategi efektif untuk mengoptimalkan perangkat», tambah Zhang. Teknologi ini dapat diperluas untuk mendeteksi virus, bakteri, racun, atau biomarker Alzheimer. Rencana masa depan mencakup mem miniaturisasi sistem untuk penggunaan portabel di klinik atau daerah terpencil, berpotensi memungkinkan tes darah rutin untuk memantau kemajuan penyakit atau efektivitas pengobatan lebih sering daripada pencitraan. «Untuk diagnosis dini, metode ini menjanjikan untuk memungkinkan skrining darah sederhana untuk kanker paru sebelum tumor terlihat pada CT scan», catat Zhang. Ini dapat meningkatkan tingkat kelangsungan hidup dan mengurangi biaya kesehatan dengan memfasilitasi intervensi lebih dini.
