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科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然

某些分子受到光刺激會(huì)強(qiáng)烈振動(dòng)，美國(guó)萊斯大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了利用分子這一性能來(lái)摧毀癌細(xì)胞的新方法。發(fā)表在《自然·化學(xué)》上的該項(xiàng)研究顯示，該方法對(duì)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類黑色素瘤細(xì)胞的有效性達(dá)到99%，并且半數(shù)的黑色素瘤模型實(shí)驗(yàn)鼠經(jīng)治療后不再患癌癥。

西塞隆·阿亞拉-奧羅斯科是萊斯大學(xué)圖爾實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家，也是該研究的主要作者。
圖片來(lái)源：杰夫·菲特羅/萊斯大學(xué)

阿亞拉-奧羅斯科正在使用共焦顯微鏡。
圖源：杰夫·菲特洛/萊斯大學(xué)

萊斯大學(xué)化學(xué)家詹姆斯·圖爾表示，這是全新一代的分子機(jī)器，稱之為分子“手提鉆”。他的實(shí)驗(yàn)室此前曾使用具有光激活的槳狀原子鏈的納米級(jí)化合物，該原子鏈不斷沿同一方向旋轉(zhuǎn)以鉆穿感染性細(xì)菌、癌細(xì)胞和耐藥真菌的外膜。

與諾貝爾獎(jiǎng)獲得者伯納德·費(fèi)林加的納米級(jí)分子馬達(dá)鉆頭不同，分子“手提鉆”采用了完全不同的、前所未有的作用機(jī)制。它們的機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度比費(fèi)林加型電機(jī)快100萬(wàn)倍以上，并且可以用近紅外光而不是可見光來(lái)激活它們。

近紅外光能比可見光更深入地穿透身體，進(jìn)入器官或骨骼而不損傷組織。近紅外光可深入人體10厘米，而用來(lái)激活納米鉆的可見光的穿透深度僅為半厘米。

這種“手提鉆”其實(shí)是氨基花青分子，是一類用于醫(yī)學(xué)成像的熒光合成染料。研究發(fā)現(xiàn)，該分子的原子在受到近紅外光刺激時(shí)可一致振動(dòng)，形成等離子體，從而導(dǎo)致癌細(xì)胞的細(xì)胞膜破裂。

研究還發(fā)現(xiàn)，該分子等離子體一側(cè)有臂。該臂對(duì)等離子體運(yùn)動(dòng)雖然沒有貢獻(xiàn)，但它有助于將分子錨定到細(xì)胞膜的雙層脂質(zhì)上。

研究人員表示，這是第一次以這種方式利用等離子激元來(lái)激發(fā)整個(gè)分子，并實(shí)際產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)的機(jī)械作用——撕裂癌細(xì)胞的膜。這項(xiàng)研究是在分子尺度上利用機(jī)械力治療癌癥的一種創(chuàng)新性方法。