腫瘤哪裡躲! 加州SBP團隊QDs 點「亮」腫瘤

加州San DiegoSanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP)科學團隊發明了一項新技術:利用量子點quantum dots (QDs)讓腫瘤光學影像達到前所未有的清晰度。這些奈米級的構造是由直徑只有幾奈米極其微小的顆粒,在吸收能量以後發出特定波長的光。這些QDs本身亮度足夠,可以聚集在目的地而清楚顯現,但容易因為附近同時也有一些發光的QDs而模糊焦點。為了要解決這種訊號干擾的問題,SBP團隊使用一種叫做“etchant”的物質來使得腫瘤本身可以清楚呈現。

左下圖的老鼠顯示施打帶有iRGD(可以進入癌細胞的標誌)的QDs在加入etchant之前(Pre-etch)的信號遍及全身血液;而加入etchant之後(Post-etch)就只有腫瘤內的QDs維持發光。PBS為沒有iRGD的對照組。

這項技術的原理為藉由在血流中注入QDs帶到全身,其中有一些會進入癌細胞。雖然進入癌細胞裡的QDs清晰可見,但是離開癌細胞進入血液循環的QDs也同等清楚,造成了不必要的信號干擾。藉由注入etchant到血液中可以讓血液中的游離QDs不再發光,還待在癌細胞內的QDs則保持發光。

SBP解釋其科學原理:

etchant可與QDs進行陽離子交換:QDs的鋅離子與etchant的銀離子進行互換。拿到銀離子的QDs會失去其原本的螢光活性,再加上etchant無法進入腫瘤細胞,所以待在腫瘤裡面的會是原本可以發光的QDs。如此一來,整個過程可以去蕪存菁,消除背景雜訊,只有腫瘤才會發光。

這項技術是利用帶有人類乳癌前列腺以及胃腫瘤的老鼠為研究對象所研發。而將QDs帶到癌細胞的是一個叫做iRGD的多肽鏈;iRGD本身是一個可以啟動運輸機制的傳遞訊息,具有癌細胞專一性:也就是說iRGD只能夠把其攜帶物(例如QDs)送進癌細胞而非其他正常細胞。」

 來源:Study in Nature Communications: In vivo cation exchange in quantum dots for tumor-specific imaging…

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