告別螢光標記 癌症檢測大突破

成大化學系講座教授葉晨聖(右)研究團隊,開發出金奈米包覆脂質體技術,利用表面增強拉曼散射原理,可準確偵測早期癌症。(成大提供)

記者羅玉如∕台南報導

早期診斷攸關癌症治療成功率。成功大學化學系講座教授葉晨聖研究團隊開發出金奈米粒子包覆脂質體技術。無須任何螢光染劑,用雷射光就能讓癌細胞現身,甚至斷電、死亡。團隊與偉喬生醫簽署保密協議,合作進行產品化規劃。未來有望應用於癌症診斷、生物感測、醫療影像分析領域。

葉晨聖表示,抽血驗抗體、注射顯影劑或葡萄糖同位素以儀器觀察,是目前常見的癌症檢測方式,但癌症初期的精準度仍不夠高。近年利用表面增強拉曼散射SERS技術,將極微弱訊號增強,提升檢測靈敏度。

葉晨聖說明,癌細胞生長過程通常具有豐富的氧化還原反應,伴隨大量電子產生。癌細胞活性強,比正常細胞擁有更強的電子轉移能力。因此團隊以希瓦氏菌衍生的電活性脂質體膜,包覆在金奈米粒子表面。這些脂質體能夠讓癌細胞主動將電子傳遞到金奈米。當金奈米受到雷射光激發後,電子會進一步引發電漿共振效應,顯著提升拉曼訊號強度,偵測到癌細胞。即使只有5個癌細胞的微量,都有機會被偵測出來。

有別於傳統檢測,該技術不需在癌細胞上添加螢光染劑,只要癌細胞靠近金奈米粒子,就會產生電子流入金奈米粒子。電子流入程度會明顯高於正常細胞,導致拉曼訊號大幅增強,所以能輕易區分癌細胞與正常細胞。癌細胞越少,訊號越強,且可同時監測分析癌細胞的凋亡情形。不同種類的癌細胞,訊號強弱也不一樣,現階段以偵測肝癌訊號最強。

金奈米粒子吸收癌細胞電子的過程中,失去電子的癌細胞會因此失去活性,就像被切斷電源,無法正常運作,逐漸走向死亡。實驗中肝癌細胞死亡率高達9成,乳癌也有8成以上。

電子驅動癌細胞凋亡與表面增強拉曼散射技術成果,近期分別刊登於國際頂尖期刊 《Advanced Materials》、自然期刊系列中的《Nature Communications》,且正申請美國、台灣專利。