摘要 歐盟近日宣布了一項名為Dinamo的科研項目,旨在創建一個非侵襲性納米技術傳感平臺,用于癌細胞內生物分子的實時監測。該技術項目的主角,則是享譽已久的納米金剛石。&n
歐盟近日宣布了一項名為Dinamo的科研項目,旨在創建一個非侵襲性納米技術傳感平臺,用于癌細胞內生物分子的實時監測。該技術項目的主角,則是享譽已久的納米金剛石。
由歐盟領導的一個研究小組,利用了熒光納米金剛石顆粒(NDPs)作為實驗對象。研究者發現,NDPs的一些屬性很適合做醫療用探針材料,用于蛋白質和DNA的生物分子傳感技術。項目負責人同時也是首席科學家Milos Nesladek解釋道,利用熒光納米金剛石做成的探針,其尺寸和精確度都在納米水準,可用于細胞內生物分子機理的研究。“以往的試驗方法對于細胞內生物分子的檢測僅能維持很短的一段時間,技術攻關的重點就在于如何將癌細胞研究中用于冷光標識的熒光生物分子染料替換掉”,Nesladek補充道。
而最新的NDPs技術則擁有無可比擬的優勢:生物兼容性高、細胞內存在時間長且不影響細胞機理;更重要的是這些納米金剛石是可控的,可以人為的設計一些光學、磁性和表面屬性。NDPs以其納米尺寸進入細胞膜,而這種超微的非侵襲式滲透方式對于細胞功能又不會產生任何影響,對細胞幾乎是零傷害。NDPs的冷光和磁性則會根據它和細胞內環境的相互反應而發生變化。
NDPs的表面具有附著特定生物分子的屬性,比如DNA分子。當科學家將這些附著有生物分子的納米金剛石輸送至靶細胞后,NDPs就可以采集、檢測或是改變細胞內的生物成分。這樣,熒光納米金剛石不僅可以檢測癌癥初期的細胞變化,還可以對這些癌細胞進行初步的矯正治療。后續科研計劃將在歐盟的DIAMANT項目中執行。
一些科學家非??春脽晒饧{米金剛石的這項應用,“藥物輸送載體技術的發展對于現在諸多疾病的治療都有重要作用,包括癌癥等棘手疾病”,德國烏爾姆大學量子光學研究院的Fedor Jelezko如是說,“歐盟的Dinamo項目就是利用納米金剛石材料在醫學領域藥物輸送技術方面的一次創新嘗試和突破”。在熒光顯微鏡技術的幫助下,承載有藥物的納米金剛石顆粒因其特殊的光學性能而被清晰的觀察到,這就為細胞內藥物的準確輸送和投放提供了極大的便利。目前,NDPs檢測技術的論證工作已經在法國古斯塔夫•魯西癌癥研究所和巴黎高等師范學院(ENS)開展。
也有一些專家對于該技術持謹慎觀望態度,ENS的物理學教授François Treussart辯解道:“金剛石是一種惰性比較大的物質,在人體內根本不可能被降解,存在著排不出體外的風險;雖然很多實驗目前已經證明了金剛石能夠承載藥物進行細胞內輸送,但這僅僅局限于培養皿內的細胞試驗和小白鼠,人體試驗的未知性和風險性現在仍一無所知”。
不過,François Treussart又補充道,雖然歐盟的Dinamo項目存在未知風險,但納米金剛石作為診斷設備和檢測工具,在醫療應用中還是很有發展前景的,特別是再生醫學領域中干細胞植入的過程檢測和追蹤。近期,臺灣中央研究院的原子與生物分子科學研究所的熒光—ND項目團隊研究的正是這一課題。
在靶向細胞中,熒光納米金剛石探針用來檢測和傳送癌變細胞內發生的機理變化。目前Dinamo項目的理論研究暫時告一段落,德國的斯圖加特大學已經開始著手研制這種NDPs探針。此外,科學家們發現Dinamo項目對于乳腺癌和大腸癌的診斷檢測非常準確有效,而對于其他一些癌癥則效果不佳,甚至診斷不出。Nesladek說,諸多疑問都將推動歐盟在下一期項目中的研發力度。(編譯自“Nanodiamonds: A cancer patient's best friend”)