Ультрафиолетовое зрение бабочек: новый метод диагностики рака с точностью 99%

Взяв за образец зрительную систему бабочки Papilio xuthus, учёные создали сенсор, который «видит» в УФ-диапазоне. В его основе — многослойные фотодиоды и нанокристаллы перовскита, которые способны улавливать и разделять тончайшие нюансы ультрафиолетового излучения. Самое поразительное: эта технология позволяет различать раковые и здоровые клетки с точностью до 99%. Как? Биомедицинские маркеры — определённые аминокислоты — светятся под УФ-светом по-разному, выдавая болезнь задолго до того, как её заметит человеческий глаз. Не правда ли, изящное решение?

Как бабочки помогают науке

«Мы позаимствовали идею у бабочек, способных воспринимать множество областей УФ-спектра, и создали камеру, которая повторяет эту функцию, — объясняет Виктор Груев, профессор из Университета Иллинойса. — Сделать это удалось, объединив новые нанокристаллы перовскита с кремниевой технологией формирования изображения».

• Для нас ультрафиолетовый свет невидим, а уловить его малейшие оттенки — почти невозможно. Представьте, что вы пытаетесь различить десятки оттенков в полной темноте.

• Бабочки же видят эти вариации так же легко, как мы отличаем бирюзовый от изумрудного. «Меня поражает, как им это удаётся, — признаётся Груев. — УФ-свет невероятно трудно поймать; он поглощается практически всем».

Как обнаружить рак

• Чтобы скопировать уникальное зрение бабочки, учёные соединили тонкий слой нанокристаллов перовскита с многоуровневой матрицей кремниевых фотодиодов. Получился искусственный «глаз», настроенный на УФ-волны.
• Раковые и здоровые клетки содержат разное количество биохимических маркеров. Под ультрафиолетом они флуоресцируют с разными спектральными подписями, словно оставляя уникальные световые отпечатки.

Испытания показали, что устройство отличает раковые клетки от здоровых с 99% точностью. Это открывает путь для применения технологии прямо во время операций, помогая хирургам удалять поражённые ткани с ювелирной точностью. А сколько ещё болезней можно будет «увидеть» на самых ранних стадиях?

«Эта технология визуализации позволяет нам чётко отделить раковые клетки от нормальных, — заключают исследователи. — И её потенциал выходит далеко за рамки медицины». Мир, невидимый для нас, теперь можно не только разглядеть, но и использовать во благо. Спасибо бабочкам за подсказку.