Eine umfassende Übersichtsarbeit in der Microchemical Journal beleuchtet die neuesten Entwicklungen bei Mikrofluidik-Chips zur Detektion von Tumorprotein-Biomarkern in Blutproben. Die Studie, verfasst von Zhaoyi Feng und Kollegen der Harbin Institute of Technology, unterstreicht, wie diese Technologie die Früherkennung und Überwachung von Krebs revolutionieren könnte. Mit Vorteilen wie Miniaturisierung, hohem Durchsatz und Portabilität ermöglichen Mikrofluidik-Chips eine präzise Analyse mit minimalen Probenmengen, was die traditionellen Labormethoden ergänzt oder ersetzt.
Krebs bleibt eine der führenden Todesursachen weltweit: Laut GLOBOCAN 2020 gab es 19,3 Millionen neue Fälle und fast 10 Millionen Todesfälle. Tumorprotein-Biomarker wie Alpha-Fetoprotein (AFP) für Leberkrebs, Carcinoembryonic Antigen (CEA) für Kolorektalkrebs oder CA125 für Eierstockkrebs dienen als entscheidende Indikatoren für Früherkennung und Therapieüberwachung. Die Autoren listen Normalwerte und krebsassoziierte Erhöhungen auf und betonen, dass Mikrofluidik-Techniken diese Biomarker effizienter detektieren können als herkömmliche Methoden wie ELISA oder Chemilumineszenz-Immunoassays, die oft zeitaufwendig und ressourcenintensiv sind.
Ein zentraler Fokus liegt auf der Plasmavorbereitung: Mikrofluidik-Methoden wie Sedimentation, nanoporöse Membranfiltration, akustophorese oder Dielektrophorese trennen Plasma von Vollblut schnell und schonend, um Interferenzen zu minimieren. Die Studie fasst Plattformen zusammen, darunter Chemilumineszenz-basierte Chips für hochsensitive Detektion, elektrochemische Biosensoren mit niedrigen Nachweisgrenzen und SERS (Surface-Enhanced Raman Scattering)-Mikrofluidik für multiplex-Analysen. Vergleiche zu Materialien (z.B. PDMS, PMMA) und Sensitivitäten zeigen, dass hybride Systeme mit Biosensoren und KI-Integration die Genauigkeit steigern und Reaktionszeiten verkürzen.
Herausforderungen bleiben: Hohe Kosten für Chip-Herstellung, Reproduzierbarkeitsprobleme und die Notwendigkeit besserer Integration mit KI für automatisierte Analysen. Die Autoren prognostizieren zukünftige Trends wie papierbasierte Chips für Heimtests, 3D-Kulturen für personalisierte Medizin und intelligente Imaging-Techniken. Diese Fortschritte könnten die Krebsdiagnostik zugänglicher machen, insbesondere in ressourcenarmen Regionen, und die Biopsie-Belastung reduzieren.
Die Arbeit, finanziert durch das National Key Research and Development Program of China, plädiert für interdisziplinäre Forschung, um Mikrofluidik in die klinische Routine zu bringen und Krebsmortalität zu senken.
Link zum Artikel: Research progress in microfluidic chips for detecting tumor protein biomarkers in blood tests
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