Современные достижения в области оптических биосенсоров для выявления рака

Оптические биосенсоры обеспечивают быстрое обнаружение в режиме реального времени, портативность, низкий предел обнаружения и высокую чувствительность, что делает их перспективными для диагностики различных видов рака. Оптические биосенсоры способны выявлять рак при наличии нескольких миллионов злокачественных клеток, тогда как традиционные методы диагностики используют 1 млрд клеток в опухолевой ткани диаметром 7–10 нм. Современные методы выявления рака также дороги, неудобны, сложны, требуют много времени и участия технических специалистов. В этом обзоре рассматриваются последние достижения в области оптических биосенсоров для раннего выявления рака. Основное внимание уделено разработке различных биосенсоров, использующих резонанс, рассеяние, хемилюминесценцию, люминесценцию, интерференцию, флуоресценцию, поглощение или отражение, а также различные типы волокон. Разработка разнообразных двумерных материалов с оптическими свойствами, такими как биосовместимость, усиление поля и более высокое отношение площади поверхности к объёму, наряду с достижениями в области технологий микрообработки, ускорила создание оптических сенсоров для раннего выявления рака и других заболеваний. Технология спектроскопии комбинационного рассеяния с усилением поверхности потенциально позволяет обнаруживать отдельные молекулы с высокой специфичностью, а терагерцовые волны представляют собой недавно изучаемый метод выявления рака. Благодаря низкому уровню электромагнитных помех, малым размерам, возможности мультиплексирования и дистанционного зондирования волоконно-оптические платформы могут стать движущей силой быстрого развития биосенсоров. Подробно обсуждаются преимущества и недостатки существующих и перспективных конструкций оптических биосенсоров для выявления рака. Кроме того, обозначены перспективы дальнейшего развития оптических биосенсоров для применения в месте оказания медицинской помощи и в клинической практике.