SETETES darah suatu hari nanti dapat digunakan untuk mendeteksi kanker stadium awal, menurut Wen Liaoyong dari Westlake University di Hangzhou, Tiongkok. Tim Wen berhasil menyusutkan sistem deteksi yang sebelumnya sebesar lemari pendingin menjadi perangkat genggam, sekaligus meningkatkan tingkat akurasi hingga sekitar 10.000 kali dibandingkan metode konvensional.
“Penelitian ini menghadirkan paradigma biosensing nanofotonik yang skalabel dan kuat untuk diagnostik mini berperforma tinggi di lingkungan klinis, wilayah terpencil, hingga penggunaan di rumah,” tulis Wen dalam pengantar makalah penelitiannya.
Wen, yang sebelumnya merupakan peneliti di University of Connecticut, bergabung dengan School of Engineering Westlake University pada 2019 sebagai asisten profesor dan peneliti utama independen. Ia kemudian dipromosikan menjadi profesor madya pada Juli tahun lalu. Fokus penelitiannya mencakup material nanostruktur multikomponen dan berbagai aplikasi multifungsinya.
Peralatan konvensional untuk mendeteksi biomarker kanker dalam darah biasanya membutuhkan prisma, spektrometer, dan jalur optik yang kompleks. Akibatnya, mesin yang digunakan berukuran besar seperti lemari es dua pintu dan hanya dapat dioperasikan di laboratorium atau institusi pengujian khusus.
Tim Wen mengembangkan pendekatan baru yang diibaratkan sebagai lompatan dari era “menyalin buku” ke era “mesin cetak huruf”. Dengan membuat satu versi utama lalu memproduksinya secara massal, ribuan chip dengan kualitas seragam dapat dicetak sekaligus pada wafer delapan inci. Biaya produksinya pun turun hingga sekitar US$5 per chip.
Karena mekanisme baru ini hanya mengukur intensitas cahaya, sistem deteksi dapat dibuat sangat sederhana. Perangkat tersebut hanya terdiri dari chip sensor 3D BIC, sumber cahaya LED, dan fotodetektor. Setelah dirakit, ukurannya cukup ringkas untuk digunakan di rumah tanpa memerlukan laboratorium.
Untuk menunjukkan kemampuan sistem tersebut, Wen bekerja sama dengan Xiamen University dalam mendeteksi small extracellular vesicles (sEVs) yang berkaitan dengan kanker paru-paru. sEVs merupakan biomarker penting dalam biopsi cair, namun jumlahnya yang sangat kecil pada pasien stadium awal membuatnya sulit dideteksi menggunakan metode tradisional.
Perangkat genggam buatan Wen terbukti sekitar 10.000 kali lebih sensitif dibandingkan metode standar enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) dalam mendeteksi biomarker kanker paru stadium awal.
Dalam pengujian terhadap 171 sampel serum pasien kanker paru-paru, perangkat ini menunjukkan kemampuan deteksi yang sangat baik, dengan tingkat akurasi mencapai 94,9% untuk deteksi dini kanker paru dan 92,1% untuk pemantauan pascaoperasi. Sebagai perbandingan, metode ELISA tradisional hanya mencapai akurasi sekitar 74,7%.
Menurut makalah penelitian tersebut, platform ini juga memiliki potensi penggunaan yang lebih luas di luar skrining tumor. “Teknologi manufaktur mikro-nano sebagai teknologi pendukung utama masyarakat informasi modern telah diterapkan secara luas dalam interaksi sinyal optik, listrik, dan magnetik, serta menjadi kekuatan penting dalam mendorong transformasi digital dan cerdas,” ujar Wen. (South China morning Post/Z-2)