癌细胞“照妖镜”：黄金纳米粒子

以色列物理学家开发了一种利用首次通过人体测试的金纳米粒子检测早期癌症的方法。以色列贝勒大学纳米技术和先进材料研究所的德霍尔斯·菲克斯勒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、颈部和口腔的癌症，也可用于检测位于舌头和喉咙的癌症的发病率。该方法已经在动物身上成功试验，最近通过了人体试验，并被证实是有效的。

癌症可以在几分钟内被发现，成功率超过90%

这项发明是如何工作的？如果一个有口腔疼痛和其他症状的病人去看医生，他就有可能患有口腔癌、舌癌或喉癌。医生让病人用一种特殊的混合物漱口，几分钟后他就能确认病人是否患有癌症。

这样的测试非常简单。患者只需用含有金纳米粒子的混合物漱口几分钟，这种混合物能有效地给癌细胞着色。彩色部分被一种特别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，这种方法可以成功地检测出人的舌癌和喉癌。特拉维夫大学牙科学院检测出舌癌，示巴医疗中心耳鼻喉科检测出喉癌。菲克斯勒说:“我们将测试结果与患者的活检结果进行比较，这项测试的成功率超过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在医学领域尚未充分展示其全部潜力的技术手段，“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有助于检测肿瘤。对被器官阻挡的光的扩散的研究可以显示器官的哪个部分吸收或反射光，从而有助于检测癌细胞的生长。菲克斯勒说:“研究人员花了很长时间建立模型，试图在光反射的原理下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流行，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想法进入了人们的眼睛。”菲克斯勒说。与以前寻求一般图像的思维不同，新的思维希望寻求分子结论。基于这一想法，在过去的十年里，一种被称为“对比成像”的方法被开发出来。使用这种方法，医生将一种秘密制剂注入病人体内，并将其植入医生希望检测癌细胞生长的地方，以获得所需的图像。这个特工是纳米粒子。其中，金纳米粒子因其无毒且与人体结合良好而被广泛应用。

"事实上，纳米粒子是在我们血液中运行的小型机器人."菲克斯勒解释道，“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检查就能识别癌细胞。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，已经开发了一种使用金纳米粒子进行成像的技术，并且基于该技术的疾病检测和治疗仪器已经出现。然而，该仪器存在一个真正的问题，即如何平衡创建高清晰度图像和所需黄金量之间的关系。

新的算法模型还可以扩展该技术以检测其他疾病。

菲克斯勒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。”他解释道:“仅仅通过探测外部环境是不容易找到隧道的。有时候你需要等待有人从里面出来。我们不仅根据粒子反射的光来检测癌细胞，还根据光扩散对人体组织的影响来检测。”

研究人员改变了传统的球形金纳米粒子，并将其制成棒状，改变了粒子反射波的长度，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."菲克斯勒说，“但是我们可以看到它们如何影响人体组织中的光扩散。基于从组织细胞反射的光子数量，可以建立计算数学函数。”

菲克斯勒的方法不限于癌症检测。他还在开发一种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。去年6月，伦敦医学院授予他奖学金，让他在第二年与伦敦国王学院的其他科学家一起继续这项研究。44岁的菲克斯勒出生于特拉维夫，目前是贝勒大学高级光学显微镜实验室的主任。他在巴伦西亚大学完成了博士后工作，并在中国华南师范大学激光研究所担任客座教授。