華研發手持式癌症檢測儀

中國科研團隊已將原本冰箱大小的癌症檢測系統壓縮成可以手持的設備，在不久的將來，或許只需一滴血就可以篩查早期癌症，且檢測靈敏度是傳統方法的約一萬倍。

傳統的血液癌症生物標誌物檢測設備通常需要棱鏡、光譜儀和複雜的光路系統，因此設備體積龐大，往往與雙開門冰箱相當，只能在實驗室或專業檢測機構中使用。而西湖大學文燎勇團隊早前在《自然·光子學》雜誌發表論文，提出全新的“輻射調Q複變傳感機制”，將龐大的檢測系統壓縮至手掌大小。

與傳統依賴波長分析的光譜技術不同，該方法通過測量光強變化實現檢測。如果將樣本中折射率變化（即生物標誌物存在時，光線穿過樣本發生彎曲的程度）的可測範圍，比作一把一米長的刻度尺，該系統能識別出相當於幾微米級別的極微小變化。

為了實現這一目標，文燎勇團隊借助了可規模化複製的3D BIC超表面晶片，這類超材料能以自然材料無法實現的方式操控光傳播。

該研究建立在去年發表於《自然·材料》的成果之上，當時研究團隊利用鋁材料實現了從納米到宏觀尺度的高精度製造。

基於超表面的傳統光學芯片通常需要通過電子束光刻逐點“書寫”，類似逐字抄寫一本書，因此難以規模化生產，每片芯片成本高達數百美元。而文燎勇團隊將晶片製造從類似“書籍複製”時代推進到了“活字印刷”的階段：先製備母版，再進行批量複製，使得在一塊八英寸晶圓上可一次性生產數千個高度一致的芯片，且單個芯片的成本降至五美元。

由於新機制僅需測量光強，整個檢測系統結構得以極大簡化，僅由一個3D BIC超表面晶片、一個LED光源和一個光電探測器組成。組裝後的設備體積小巧，可在家庭環境中使用，而無需依賴實驗室條件。

為驗證系統性能，文燎勇團隊與廈門大學朱錦峰團隊合作，用這款設備檢測肺癌相關的小細胞外囊泡——這類囊泡是液體活檢領域的重要標誌物，但在早期患者體內含量極低，檢測難度很大。

檢測結果顯示，新研發的手持設備的檢測靈敏度比傳統酶聯免疫吸附試驗(ELISA)提高約一萬倍。在一百七十一例臨床血清樣本驗證中，該設備對早期肺癌檢測的準確率最高達到了百分之九十四點九，而傳統ELISA方法僅為百分之七十四點七。術後療效監測也顯示出良好的區分能力，術後監測AUC（曲線下面積）達到百分之九十二點一。

這款設備的應用前景遠不止於癌症篩查。據西湖大學介紹，藥物研發人員可以用它快速篩選候選分子，判斷哪種藥效更好；疾控中心可以用它檢測新冠病毒或流感病毒；食品安全部門可以用它篩查牛奶中的抗生素殘留、肉類中的瘦肉精；環保機構可以用它監測水中的微量污染物……凡是需要高靈敏、無標記地捕捉分子結合的地方，這個手掌大小的設備都能派上用場。

水 登