以色列研发黄金纳米粒子癌症检测法

2020-01-14 投稿人 : www.ceguinho.com 围观 : 1162 次

以色列物理学家开发了一种使用金纳米粒子检测早期癌症的方法,该方法首次通过人体测试。以色列贝勒大学纳米技术与高级材料研究所的德霍尔斯菲克斯勒(Dehors Fixler)教授领导的团队经过5年的研究,证实了纳米技术在癌症早期诊断中的光明前景。他们开发的非侵入性非辐射光学系统用于检测脑癌、颈癌和口腔癌,也可用于检测位于舌头和喉咙的癌症的发病率。该方法已在动物身上成功测试,最近通过了人体测试,并被证实有效。

癌症可以在几分钟内检测到,成功率超过90%

。这项发明是如何工作的?如果患有口腔疼痛和其他症状的患者去看医生,则患者有患口腔癌、舌癌或喉癌的令人不安的可能性。医生让病人用一种特殊的混合物漱口,几分钟后他可以确认病人是否患有癌症。

这样的测试非常简单。病人只需用几分钟含漱一种含有金纳米粒子的混合物,这种混合物能有效地给癌细胞着色。彩色部分由专门开发的工具扫描成地图,医生可以在电脑屏幕上查看结果。目前的临床试验表明,这种方法能够成功地检测人的舌癌和喉癌。特拉维夫大学牙科学院检测到舌癌,沙巴医学中心耳鼻喉科检测到喉癌。菲克斯勒说:“我们将检测结果与患者的活检结果进行比较,该检测的成功率超过90%。”

两种技术手段实现了这种快速检测技术

菲克斯勒开发的检测方法包括两种尚未充分展示其在医学领域潜力的技术手段,“物理扩散”技术和“纳米技术”。

“物理扩散”技术是在20世纪70年代后期发展起来的。主要的理论基础是光束在身体器官上的反射可以帮助检测肿瘤。对被器官阻挡的光扩散的研究可以显示器官的哪一部分吸收或反射光,从而有助于检测癌细胞的生长。费克勒说:“研究人员花了很长时间建立模型,试图根据光反射原理找出器官发生了什么。然而,该领域的研究已经停滞了一段时间,因为该模型不能显示肿瘤是否被检测到,也不能确认扩散源是否来自身体的不同部位。事实证明,作为基础研究的优秀模式,它几乎没有临床价值。”他解释道:“自20世纪80年代以来,被称为漫反射的理论模型一直很受欢迎,但是癌症的检测不能仅仅依靠光对器官的反射。为了确认癌细胞是否生长,我们需要能够更好地描绘器官图像的物质或粒子。”"大约12年前,一个叫做分子医学的新概念进入了人们的视野."菲克斯勒说。与以往寻求一般形象的思维不同,这种新思维希望寻求分子结论。基于这一想法,在过去的十年里发展了一种称为“对比成像”的方法。使用这种方法,医生将一种秘密药剂注射到病人体内,并将其种植在医生希望检测癌细胞生长的地方,从而获得所需的图像。这种秘密制剂是纳米粒子。其中,金纳米粒子因其无毒和与人体的良好结合而被广泛应用。"事实上,纳米粒子是在我们血液中运行的小机器人."费克勒解释说,“当纳米粒子存在于癌症抗体分子中时,我们可以观察到这些粒子可以附着在癌细胞上。因此,无需核磁共振或ct检查就可以识别癌细胞。由于某些量子特性,金纳米粒子可以对特定波长的光产生强反射。”

近年来,利用金纳米粒子进行成像的技术已经开发出来,基于这种技术的疾病检测和治疗仪器已经出现。然而,这种仪器有一个真正的问题,即如何平衡创建高清晰度质量图像和所需黄金量之间的关系。

新的算法模型还可以扩展检测其他疾病的技术。

Fixler和他的同事不断改进他们的检测方法。“这就像在寻找一条隧道。”他解释说,“仅仅通过探测外部环境是不容易找到隧道的。有时候你需要改变

研究人员改变了金纳米粒子的传统球形形状,并将其制成棒状,改变了粒子反射波的长度,从而使粒子更深入人体组织。更重要的是,他们开发了一种数学算法,可以将粒子反射的信息转换成实际图像。"粒子穿透组织,我们看不到反射."费克勒说,“但是我们可以看到它们如何影响光在人体组织中的扩散。基于从组织细胞反射的光子数量,可以建立计算数学函数。”

Fixler的方法不限于癌症检测。他还在开发多发性硬化症的诊断方法。他的研究引起了国际科学界的注意。2013年6月,伦敦医学院授予他奖学金,让他一年后继续与伦敦国王学院的其他科学家进行研究。费克斯勒,44岁,出生于特拉维夫,现任贝勒大学高级光学显微镜实验室主任。他在巴伦西亚大学完成博士后工作,并在中国华南师范大学激光研究所担任客座教授。

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