一個研究小組已經成功開發出一種條狀尿液傳感器，它可以放大尿液中代謝物的光信號，並在現場診斷癌症。這一成果來自於尋找尿液中的代謝物的努力，由韓國材料科學研究所（KIMS）表面和納米材料部的Ho Sang Jung博士領導，該研究所是科學和信息通信技術部下屬的政府資助的研究機構，與POSTECH的Junsuk Rho教授和慶熙大學醫學院的Samjin Choi教授共同進行研究。

韓國材料科學研究所Ho Sang Jung博士的研究團隊開發的”通過放大尿液代謝物開發現場適用的條形傳感器用於癌症診斷”的示意圖。資料來源：韓國材料科學研究所（KIMS）。

這項技術可以應用於前列腺癌和胰腺癌的檢查，無需額外的分析過程，只需在需要檢測時滴入少量（10uL）尿液後照射光線即可。該測試裝置以條狀形式製造，因此可以在現場快速、高靈敏度地診斷癌症。

研究小組注意到了癌症患者和正常人尿液中存在的代謝組成分的差異。當癌細胞在體內增殖時，由於新陳代謝異常，它們會向尿液中分泌不同的代謝物。為了將其歸為現有技術，需要昂貴的大型設備，限制了現場的應用。研究小組開發了一種表面增強拉曼散射傳感器，通過在多孔紙上形成一個珊瑚狀的等離子體納米材料，將尿液中的代謝物的光學信號放大10億倍以上。當尿液滴入傳感器並照射光線時，癌症代謝物信號在傳感器表面被放大，從而使診斷癌症成為可能。研究小組將一種基於人工智能的分析方法應用於獲得的光譜信號，並成功地將高達99%的前列腺癌和胰腺癌患者與正常人區分開來。

目前使用的一些癌症診斷技術通過血液檢查或放射學方法檢測癌症的存在，並通過組織學分析診斷癌症。許多人試圖通過每年的健康檢查來追踪癌症的發生，但在許多情況下，癌症被發現得很晚，治療被推遲或發生死亡。特別是處於醫療盲區的人很難定期接受檢查，所以往往是在癌症已經相當嚴重的情況下才被發現。這項研究使用了尿液，這是一種任何人都可以輕易獲得的生物樣本。它可用於利用尿液進行新的癌症診斷方法，現場快速篩查癌症患者，以及癌症患者治療後的複發監測技術。此外，由於條狀傳感器的生產價格低於每單位100韓元，因此預計它可以用於大規模檢查。

負責這項研究的高級研究員Ho Sang Jung說：”在診斷方法不甚明了的癌症中，如胰腺癌，很難發現，初步診斷後的生存率很低。據了解，韓國每天有14名胰腺癌患者死亡，每人每年的經濟成本約為6300萬韓元。由於早期診斷對於癌症等不治之症最為重要，我們期望這項技術能夠提供一種新的診斷方法。”

這項工作得到了韓國材料科學研究所（KIMS）的基礎研究計劃和韓國國家研究基金會的支持。此外，該研究成果於1月9日發表在生物傳感器領域的世界知名雜誌’Biosensors and Bioelectronics (If: 12.5, JCR top < 3%)’。研究團隊在韓國和美國申請了相關專利。

目前，研究團隊正在逐步增加通過分析前列腺癌、胰腺癌、結腸直腸癌和肺癌患者的尿液可以診斷的癌症類型。