Academic Journal
ELLIPSOMETRY, RAMAN SPECTROSCOPY AND SOI- NANOWIRE BIOSENSOR IN DIAGNOSIS OF COLORECTALCANCER ; ВОЗМОЖНОСТИ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ, РАМАН-СПЕКТРОСКОПИИ, КНИ-НАНОПРОВОЛОЧНОГО БИОСЕНСОРА В ДИАГНОСТИКЕ КОЛОРЕКТАЛЬНОГО РАКА
| العنوان: | ELLIPSOMETRY, RAMAN SPECTROSCOPY AND SOI- NANOWIRE BIOSENSOR IN DIAGNOSIS OF COLORECTALCANCER ; ВОЗМОЖНОСТИ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ, РАМАН-СПЕКТРОСКОПИИ, КНИ-НАНОПРОВОЛОЧНОГО БИОСЕНСОРА В ДИАГНОСТИКЕ КОЛОРЕКТАЛЬНОГО РАКА |
|---|---|
| المؤلفون: | M. V. Kruchinina, Ya. I. Prudnikova, S. A. Kurilovich, A. A. Gromov, V. N. Kruchinin, V. V. Atuchin, O. V. Naumova, E. V. Spesivtsev, V. A. Volodin, S. E. Peltek, G. V. Shuvalov, V. M. Generalov, М. В. Кручинина, Я. В. Прудникова, С. А. Курилович, А. А. Громов, В. Н. Кручинин, В. В. Атучин, О. В. Наумова, Е. В. Спесивцев, В. А. Володин, С. Е. Пельтек, Г. В. Шувалов, В. М. Генералов |
| المصدر: | Siberian journal of oncology; Том 16, № 4 (2017); 32-41 ; Сибирский онкологический журнал; Том 16, № 4 (2017); 32-41 ; 2312-3168 ; 1814-4861 ; 10.21294/1814-4861-2017-16-4 |
| بيانات النشر: | Tomsk National Research Medical Сепtеr of the Russian Academy of Sciences |
| سنة النشر: | 2017 |
| المجموعة: | Siberian journal of oncology / Сибирский онкологический журнал |
| مصطلحات موضوعية: | опухолевая М2 пируваткиназа, colorectal cancer, ellipsometry, surface Plasmon resonance, fluorescence optical spectrometry, Raman spectroscopy, SOI nanowire biosensor, tumor M2 pyruvate kinase, колоректальный рак, эллипсометрия, флуоресцентная оптическая спектрометрия, поверхностный плазмонный резонанс, Raman-спектроскопия, КНИ-нанопроволочный биосенсор |
| الوصف: | Differences in the rate constants of specific interactions between serum tumor M2-pyruvate kinase (Tumor M2-PK) and highly specific monoclonal antibodies deposited on the surface of biochips were found in colorectal cancer patients using surface plasmon resonance enhanced ellipsometry. Scanning ellipsometry revealed a significant increase in the biomolecular layer thickness caused by antigen-antibody reaction in patients with hepatic and extra-hepatic metastases compared to that in healthy subjects (p<0.001–0.042).The specificity of the interaction was confirmed by fluorescence optical spectrometry. The Raman spectra of serum samples revealed differences in the intensity of peaks appeared at 1005–1520 cm-1 in the same groups of patients (p<0.0001–0.05) with a predictive accuracy of 90 % for early-stage disease. The pilot experiments with a nanowire biosensor based on SOI (silicon on insulator), for example Tumor M2-PK, were carried out. High sensitivity (10-13–10-15M) and specificity in identifying antigens in serum samples of patients with colorectal cancer were demonstrated. The results obtained were useful for detecting early-stage disease, metastases and recurrence as well as for monitoring the quality of treatment in colorectal cancer patients. ; С помощью спектральной эллипсометрии вблизи условий наблюдения поверхностного плазмонного резонанса (ППР) экспериментально установлены различия констант скоростей специфических взаимодействий опухолевой М2-пируваткиназы (Tumor M2-PK) сыворотки крови (СК) пациентов с колоректальным раком (КРР) разных стадий и с различной локализацией метастазов с высокоспецифичными моноклональными антителами, нанесенными слоями на поверхности биочипов (AUC 0,89). Методом сканирующей эллипсометрии обнаружено значимое увеличение эффективной толщины покрытия биомолекул в результате специфического взаимодействия «антиген–антитело» в группе пациентов с вне- и печеночными метастазами по сравнению с группой здоровых лиц (p<0,001–0,042). Специфичность взаимодействия подтверждена ... |
| نوع الوثيقة: | article in journal/newspaper |
| وصف الملف: | application/pdf |
| اللغة: | Russian |
| Relation: | https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/568/457; Jemal A., Siegel R., Ward E., Hao Y., Xu J., Thun M.J. Cancer statistics, 2009. CA Cancer J Clin. 2009 Jul‑Aug; 59 (4): 225–49. doi:10.3322/caac.20006.; Cai S.R., Zhang S.Z., Zhu H.H., Huang Y.Q., Li Q.R., Ma X.Y., Yao K.Y., Zheng S. Performance of a colorectal cancer screening protocol in an economically and medically underserved population. Cancer Prev Res (Phila). 2011 Oct; 4 (10): 1572–9. doi:10.1158/1940-6207.CAPR-10-0377.; Pawlik T.M., Scoggins C.R., Zorzi D., Abdalla E.K., Andres A., Eng C., Curley S.A., Loyer E.M., Muratore A., Mentha G., Capussotti L., Vauthey J.N. Effect of surgical margin status on survival and site of recurrence after hepatic resection for colorectal metastases. Ann Surg. 2005; 241: 715–22. doi:10.1097/01.sla.0000160703.75808.7d.; Meyerhardt J.A., Mangu P.B., Flynn P.J., Corde L., Loprinzi C.L., Minsky B.D., Petrelli N.J., Ryan K., Schrag D.H., Wong S.L., Benson A.B. Follow-Up Care, Surveillance Protocol, and Secondary Prevention Measures for Survivors of Colorectal Cancer: American Society of Clinical Oncology Clinical Practice Guideline Endorsement. J Clin Oncol. 2013 Dec 10; 31 (35): 4465–70. doi:10.1200/JCO.2013.50.7442.; Bathe O.F., Ernst S., Sutherland F.R., Dixon E., Butts C., Bigam D., Holland D., Porter G.A., Koppel J., Dowden S. A phase II experience with neoadjuvant irinotecan (CPT-11), 5-fluorouracil (5-FU) and leucovorin (LV) for colorectal liver metastases. BMC Cancer. 2009; 9: 156–67. doi:10.1186/1471-2407-9-156.; Pawlik T.M., Schulick R.D., Choti M.A. Expanding criteria for resectability of colorectal liver metastases. Oncologist. 2008; 13: 51–64. doi:10.1634/theoncologist.2007-0142.; Shah S.A., Bromberg R., Coates A., Rempel E., Simunovic M., Gallinger S. Survival after liver resection for metastatic colorectal carcinoma in a large population. J Am Coll Surg. 2007; 205: 676–83. doi:10.1016/j.jamcollsurg.2007.06.283.; Wild N., Andres H., Rollinger W., Krause F., Dilba P., Tacke M., Karl J. A combination of serum markers for the early detection of colorectal cancer. Clin Cancer Res. 2010; 16: 6111–21. doi:10.1158/1078-0432.CCR-10-0119.; Shastri Y.M., Stein J.M. Faecal tumour pyruvate kinase M2: not a good marker for the detection of colorectal adenomas. Br J Cancer. 2008 Sep 30; 99: 1366, author reply 1367. doi:10.1038/sj.bjc.6604656.; Jonkheijm P., Weinrich D., Schroder H., Niemeyer C.M., Waldmann H. Chemical Strategies for Generating Protein Biochips. Angew Chem Int Ed Engl. 2008; 47: 9618–47. doi:10.1002/anie.200801711.; Рыхлицкий С.В., Кручинин В.Н., Швец В.А., Спесивцев Е.В., Прокопьев В.Ю. Спектральный плазмон-эллипсометрический комплекс «Эллипс-СПЭК». Приборы и техника эксперимента. 2013; 1: 137–138. doi:10.7868/S0032816212060092.; Спесивцев Е.В., Рыхлицкий С.В., Назаров Н.И. Автоматический сканирующий микроэллипсометр. Автометрия. 1997; 1: 100–5.; Власов В.В., Синяков А.Н., Пышный Д.В., Рыхлицкий С.В., Кручинин В.Н., Спесивцев Е.В., Пышная И.А., Костина Е.В., Дмитриенко Е.Д., Бессмельцев В.П. Эллипсометрический мониторинг в микрочиповых label-free биотехнологиях. Автометрия. 2011; 47 (5): 67–7; Dmitrienko E., Naumova O., Fomin B., Kupryushkin M., Volkova A., Amirkhanov N., Semenov D., Pyshnaya I., Pyshnyi D. Surface modification of SOI-FET sensors for label-free and specific detection of short RNA analyte. Nanomedicine. 2016; 11 (16): 2073–2082.; Иванов Ю.Д., Плешакова Т.О., Козлов А.Ф., Мальсагова К.А., Крохин Н.В., Кайшева А.Л., Шумов И.Д., Попов В.П., Наумова О.В., Фомин Б.И., Насимов Д.А., Асеев А.Л., Арчаков А.И. КНИ-нанопроволочный транзистор для детекции молекул D-NFATc1. Автометрия. 2013; 49 (5): 119–126.; Naumova O.V., Popov V.P., Safronov L.N., Fomin B.I., Nasimov D.A., Latyshev A.V., Aseev A.L., Ivanov Yu.D., Archakov A.I. Ultra-Thin SOI Layer Nanostructuring and Nanowire Transistor Formation for Femto-Mole Electronic Biosensors. ECS Transactions. 2009; 25 (10): 83–87. doi:10.1149/1.3241580.; Demir A.S., Erdenen F., Muderrisoglu C., Toros A.B., Bektas H., Gelisgen R., Tabak O., Altunoglu E., Uzun H., Erdem Huq G., Aral H. Diagnostic and prognostic value of tumor M2-pyruvate kinase levels in patients with colorectal cancer. Turk J Gastroenterol. 2013; 24(1): 36–42. doi:10.4318/tjg.2013.0607.; Meng W., Zhu H.H., Xu Z.F., Cai S.R., Dong Q., Pan Q.R., Zheng S., Zhang S.Z. Serum M2-pyruvate kinase: A promising non-invasive biomarker for colorectal cancer mass screening. World J Gastrointest Oncol. 2012 June 15; 4 (6): 145–51. doi:10.4251/wjgo.v4.i6.145.; Tonus C., Neupert G., Sellinger M. Colorectal cancer screening by non-invasive metabolic biomarker fecal tumor M2-PK. World J. Gastroenterol. 2006; 12 (43): 7007–11. doi:10.3748/wjg.v12.i43.7007.; Kaura B., Bagga R., Patel F.D. Evaluation of the Pyruvate Kinase isoenzyme tumor (Tu M2-PK) as a tumor marker for cervical carcinoma. J Obstet Gynaecol Res. 2004; 30 (3): 193–96. doi:10.1111/j.1447-0756.2004.00187.x.; Mazurek S., Boschek C.B., Hugo F., Eigenbrodt E. Pyruvate kinase type M2 and its role in tumor growth and spreading. Semin Cancer Biol. 2005; 15: 300–8. doi:10.1016/j.semcancer.2005.04.009.; Christofk H.R., Vander Heiden M.G., Harris M.H., Ramanathan A., Gerszten R.E., Wei R., Fleming M.D., Schreiber S.L., Cantley L.C. The M2 splice isoform of pyruvate kinase is important for cancer metabolism and tumour growth. Nature. 2008; 452: 230–33. doi:10.1038/nature06734.; Walkowiak J., Banasiewicz T., Krokowicz P., Hansdorfer-Korzon R., Drews M., Herzig K.H. Fecal pyruvate kinase (M2-PK): a new predictor for inflammation and severity of pouchitis. Scand J Gastroenterol. 2005; 40 (12): 1493–4. doi:10.1080/00365520500319112.; Helm J., Choi J., Sutphen R., Barthel J.S., Albrecht T.L., Chirikos T.N. Current and evolving strategies for colorectal cancer screening. Cancer Control. 2003; 10: 193–204.; Feng S., Wang W., Tai I.T., Chen G., Chen R., Zeng H. Label-free surface-enhanced Raman spectroscopy for detection of colorectal cancer and precursor lesions using blood plasma. Biomed Optics Express. 2015; 6 (9): 3494–3502. doi:10.1364/BOE.6.003494.; Zhou Q., Peng R.Q., Wu X.J., Xia Q., Hou J.H., Ding Y., Zhou Q.M., Zhang X., Pang Z.Z., Wan D.S., Zeng Y.X., Zhang X.S. The density of macrophages in the invasive front is inversely correlated to liver metastasis in colon cancer. J Transl Med 2010; 8: 13 (1–9). doi:10.1186/1479-5876-8-13.; Giusca S.E., Zugun F.E., Tarcoveanu E., Carasevici E., Amalinei C., Caruntu I.D. Immunohistochemical study of colorectal cancer liver metastases: the immune/inflammatory infiltrate. Rom J Morphol Embryol. 2010; 51 (1): 73–79.; Meyerhardt J.A., Tepper J.E., Venook A. Special Series: Advances in GI Cancer. J Clin Oncol. 2015 Jun 1; 33 (16): 1717–20. doi:10.1200/JCO.2015.60.8661.; Карякин А.А., Уласова Е.А., Вагин М.Ю., Карякина Е.Е. Биосенсоры: устройство, классификация и функциональные характеристики. Сенсор. 2002; 1: 16–24.; Zhang G.J., Ning Y. Silicon nanowire biosensor and its applications in disease diagnostics: a review. Anal Chim Acta. 2012; 749: 1–15. doi:10.1016/j.aca.2012.08.035.; Yang F., Zhang G.J. Silicon nanowire-transistor biosensor for study of molecule-molecule interactions. Rev Anal Chem. 2014; 33 (2): 95–110. doi 10.1515/revac-2014-0010.; Наумова О.В., Фомин Б.И. Оптимизация отклика нанопроволочных биосенсоров. Автометрия. 2016; 52 (5): 21–25.; https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/568 |
| DOI: | 10.21294/1814-4861-2017-16-4-32-41 |
| الاتاحة: | https://www.siboncoj.ru/jour/article/view/568 https://doi.org/10.21294/1814-4861-2017-16-4-32-41 |
| Rights: | Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access). ; Авторы, публикующие статьи в данном журнале, соглашаются на следующее:Авторы сохраняют за собой автороские права и предоставляют журналу право первой публикации работы, которая по истечении 6 месяцев после публикации автоматически лицензируется на условиях Creative Commons Attribution License , которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access). |
| رقم الانضمام: | edsbas.3FC18343 |
| قاعدة البيانات: | BASE |
| DOI: | 10.21294/1814-4861-2017-16-4-32-41 |
|---|