
科学家开发出一种基于激光和金纳米粒子的新技术,通过形成“纳米气泡”来精准识别并摧毁癌细胞。该技术由美国莱斯大学的研究团队提出,利用短脉冲激光轰击金纳米粒子,使其周围产生微小的气泡。这些气泡在显微镜下清晰可见,通过调节激光强度,可以控制气泡的大小:小气泡仅用于成像标记,而大气泡则能机械性地破坏目标细胞。
研究负责人、物理学家德米特里·瓦波特库(Dmitri Lapotko)表示:“单细胞定位是纳米医学中最具优势的特性之一,我们的方法正是利用了这一技术。我们的目标是在患者出现严重疾病之前,尽早识别并治疗不健康细胞。”该研究发表于《纳米技术》(Nanotechnology)期刊。
纳米气泡的形成机制是:金纳米粒子吸收激光能量后迅速升温,使其周围液体汽化,形成短暂存在的蒸汽气泡。这些气泡在形成时非常明亮,因此可用于实时成像。在实验室研究中,研究人员已成功将纳米气泡应用于动脉斑块的清除,发现气泡能像“电钻”一样破坏阻塞动脉的斑块。
在最新的实验中,研究团队将癌症抗体附着在金纳米粒子表面,使其特异性结合癌细胞。随后,他们在白血病细胞和头颈部癌细胞上测试了该技术,结果表明,纳米气泡能够有效定位并杀死癌细胞,同时避免损伤正常细胞。
该技术兼具诊断和治疗双重功能:通过小气泡进行成像定位,通过大气泡进行机械摧毁。此外,由于可以在显微镜下实时监测细胞爆破过程,该技术还可用于评估治疗效果。研究人员强调:“气泡的物理和光学特性使其在细胞水平甚至亚细胞水平发挥独特优势,为精准医疗提供了新工具。”