Традиционная жидкостная биопсия требует сложного и дорогостоящего оборудования — спектрометров, оптических систем и крупных лабораторных установок, размеры которых могли достигать уровня бытового холодильника. Это ограничивало массовое применение технологии и делало раннюю диагностику менее доступной, особенно за пределами крупных медицинских центров.

Инженеры Университета Уэстлейк создали недорогой трёхмерный сенсорный чип из метаматериалов. Вместо сложного спектрального анализа он измеряет интенсивность света: биомаркеры рака меняют преломление, а чип улавливает микроскопические изменения сигнала. Для работы нужны лишь простой светодиод и фотодетектор, что делает устройство пригодным для домашнего использования.

Производство сенсорных чипов тоже упростили. Вместо трудоёмкого изготовления отдельных элементов команда внедрила алюминиевую технологию массового производства, напоминающую процесс печати. Это позволяет выпускать тысячи одинаковых 3D-чипов на одной кремниевой пластине. В итоге стоимость одного сенсора снижается до $5.

Во время испытаний, проведённых совместно с Сямэньским университетом, устройство выявляло внеклеточные везикулы — биомаркеры ранней стадии рака лёгких, которые крайне сложно обнаружить. Анализ 171 образца сыворотки показал точность диагностики на уровне 94,9% при раннем выявлении заболевания и 92,1% при послеоперационном мониторинге пациентов. Для сравнения, стандартный лабораторный метод ELISA продемонстрировал точность 74,7%.

Разработчики считают, что технология может стать основой нового поколения доступных медицинских приборов для ранней диагностики. Благодаря компактности и низкой стоимости устройство сможет использоваться не только в крупных клиниках, но и в сельских районах, мобильных медицинских пунктах и даже в домашних условиях, делая высокоточную диагностику рака более массовой.