В МИФИ применят нетоксичные квантовые сенсоры для диагностики рака

Проект научного центра «Нано-Фотон» НИЯУ МИФИ под названием «Плазмонные и экситонные оптические квантовые сенсоры для высокочувствительной многопараметрической диагностики злокачественных новообразований» (ОнкоСЕНС) победил в конкурсе РНФ по поддержке «научных коллективов, занимающих лидирующие позиции в определенных областях науки».

Как рассказал руководитель научного Центра Нано-Фотон НИЯУ МИФИ профессор Игорь Набиев, в основе проекта лежит использование для диагностики рака квантовых сенсоров нового поколения – плазмонных наностержней из сплава золота и серебра, отличающихся не только уникальными оптическими и электронными свойствами, но и отсутствием токсичности. Надо отметить, что «классические» полупроводниковые квантовые точки, несмотря на очевидные преимущества в яркости и фотостабильности, по сравнению с органическими метками, до сих пор не получили широкого распространения в медицинских процедурах. Причиной этому является как высокая токсичность входящих в их состав тяжелых металлов, так и тенденция к агрегации, что затрудняет их выведение из организма. В редких случаях, неразлагаемые организмом полупроводниковые квантовые точки используются тогда, когда их применение не может принести больший вред, чем текущее заболевание (например, для определения границ опухоли при операциях глиомы мозга).

Проект ОнкоСЕНС полностью меняет парадигму предыдущих исследований, отказываясь от использования классических токсичных полупроводниковых квантовых точек в пользу нового класса оптических квантовых сенсоров (ОКС) на основе гибридных плазмонных наностержней из благородных металлов.

Новые квантовые сенсоры, генерирующие сигналы гигантского комбинационного рассеяния, будут ориентированно связаны с распознающими молекулами, детектирующими молекулярные маркеры рака молочной железы. Предполагается, что применение ОКС повысит чувствительность распознавания онкомаркеров как минимум в десять раз, по сравнению с существующими оптическими методами. Более того, новый диагностикум позволит выявлять типы рака молочной железы с низким уровнем онкомаркеров, которые не поддаются диагностике современными иммуногистохимическими методами.

Проект ОнкоСЕНС будет реализован в течение трех лет, включая доклинические испытания прототипа диагностической системы квалифицированным заказчиком. При этом, ОКС-диагностику, разработанную применительно к раку молочной железы, можно будет адаптировать для диагностики и других злокачественных новообразований.

Проект ОнкоСЕНС будет выполнен междисциплинарным коллективом исследователей — специалистов в областях квантовых биотехнологий, химии, физики и медицины. Возглавляет проект с российской стороны руководитель научного Центра Нано-Фотон НИЯУ МИФИ профессор Игорь Набиев, а с белорусской — главный научный сотрудник Международного экологического института имени А.Д. Сахарова Белорусского государственного университета, профессор Сергей Маскевич

СПРАВОЧНО

Научный центр Нано-Фотон НИЯУ МИФИ занимает лидирующие позиции в области наноинженерии оптических квантовых материалов, а его руководитель был первым Европейским ученым, разработавшим принципы синтеза, функционализации и биоадаптации полупроводниковых квантовых точек для биомедицинских и оптоэлектронных приложений. Результаты этих исследований были отмечены рядом международных премий, двумя Мега-Грантами от Правительства Российской Федерации, а их руководитель, профессор И.Р. Набиев, в течение последних четырех лет входит в рейтинг Топ-2% лучших мировых ученых по Стэнфордской классификации.