量子点诊癌:喝下药水,癌变细胞立刻现形
2006年11月22日 16:41 来源:金陵晚报
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“今后,你们到医院检查是否受到癌症侵袭时,将不用去拍摄对身体有害的X光。只要喝下一种液体,然后慢慢走过一个通道,这时,会有激光束对全身进行扫描。通道的另一端计算机生成三维图像:全身体层扫描图。根据这些图像,医生会告诉你在你的体内有无肿瘤细胞以及肿瘤细胞的精确定位。”
这似乎是科幻片中才会出现的场景,竟从复旦教授、南邮兼职教授汪联辉口中娓娓道出,他口中的液体其实是一种含有被称为“量子点”的纳米颗粒溶液,他与他的团队一直在做让上述场景变为现实的努力。
市场已有天价量子点
据悉,量子点是近年来国际材料学科的一大研究热点,有关量子点应用,包括生命科学领域,其技术难关正被逐一攻克,市场上甚至已经销售量子点,其价格非常昂贵,1毫升就要1600美金,约合人民币1万多元。
汪联辉透露,量子点在医学上最主要的用途是快速、准确、无伤害地诊断病变细胞,这一设想此前就已经有一些医学尝试,如用化学荧光染料进行专一染色,以观察蛋白质或细胞体动态分布。
但它存在一些先天不足,如荧光消失的速度太快,使得需要观察的组织反应时间不足,给观察带来了许多不便;此外,每种有机染剂须以不同波长的光激发,不同颜色的染剂难以同时使用。
为了克服这些缺憾,学者们试图寻找一种性能更好的替代品,量子点于是成为国际材料学界关注的焦点。
什么叫量子点呢?它是通过人工镭射切割出来的半导体纳米晶体,1纳米是1毫米的一百万分之一,相当于1个原子的大小,由100~1000个原子组成的纳米粒子就称为“量子点”。量子点的物理特性正好克服了荧光染色法的缺憾,其作用时间是有机染剂的100倍,在细胞体内不易分解;它在追踪多种蛋白质或细胞时,只需要一台荧光显微镜,即可记录被色彩编码的目标每一分钟间隔的动态并延续数天之久。同一个蛋白质分子更可结合多个异色量子点形成独特的彩虹标记。利用量子点与生物探针结合,还可区分出不同的生物分子,达到实时而长期的生物分子追踪,如可以看着线虫从胚胎到成熟阶段每一个细胞的流向;甚至追踪某些病毒是由何种蛋白质运送到错误的位置,进而所引起的细胞网络破坏等,而这些只需要一台荧光显微镜即可。
乳腺癌不用再割乳房
近年来,乳腺癌发病率越来越高,患者常常需要割掉整只乳房才能挽回生命,但乳房又是女性美的重要特征,有些女性因此在是否手术上犹豫不决,贻误了最佳治疗期。量子点技术运用到医学上后,乳腺癌患者不需手术就能痊愈,汪联辉一语惊四座。
他的设想来自于对量子点技术的应用,量子点本身不发光,它在紫外线的照耀下才会发出相应的色光;不同长度的量子点会发出不同的色光;量子点的材料本身是含毒的,不能直接应用于人体,必须在它的外表修饰另一种有机材料,这种材料正好为技术界提供了用武之地,赋予它对人体细胞无毒无侵害的特性,同时具备亲近不同病变细胞的特性,在人体内自然游走,最后附着于病变部位。
一旦这种技术进入临床后,医生将能准确地掌握人体乳房内的细胞状况,即哪些是好的,哪些已经病变,然后再利用量子点把克癌药输送到病变细胞上,达到杀死病变细胞,又不损伤好细胞的目的。
事实上,有些时候根本不需药物,量子点本身就有治疗功效,在紫外线的持续照耀下,量子点会在人体内发热,烫死癌细胞,正常的细胞却丝毫无损。
目前,这种技术在人体应用上的最大难题是它的安全性问题,这也是汪联辉等人一直努力攻克的。
汪联辉介绍,将磷酸微胶粒包被在量子点表面,然后注射进小鼠体内,具有液体表面覆盖层的纳米颗粒不仅对细胞没有了毒性作用,而且可维持数天不损失荧光。
此外,使用多光子荧光显微镜,量子点可同时监测超过36种细胞,并且可应用于深层组织中。
这就意味着,未来可以根据病人所需检查病症项目的要求,配置不同长度的纳米颗粒溶液,病人喝了之后经紫外线照射后,就能从计算机中打出诊断结果。
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| [关键词]:量子点 纳米 乳腺癌 |
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