中國科學家利用納米技術“光測”癌細胞

　　中國科學家利用全內反射下石墨烯對介質折射率異常敏感的光學現(xiàn)象，實現(xiàn)了超靈敏單細胞實時流動傳感。這一成果可以使癌細胞在形成之初即被精確“光測”出來，精度可達數(shù)千分之一。這一成果的應用或將為癌癥預防提供一條新途徑。

　　石墨烯是一種呈蜂巢狀排列的單層碳原子結構，是目前已知的最薄、最堅硬的納米材料，具有優(yōu)良的物理化學性能。在全內反射這種特殊的結構下，對于介質折射率異常靈敏是石墨烯材料的重要特性之一。

　　南開大學物理學院田建國、劉智波領導的研究組發(fā)現(xiàn)，折射率的靈敏度與石墨烯的層數(shù)有極大關系，并且層數(shù)有一個最優(yōu)值。通過與南開大學化學學院陳永勝課題組不斷控制石墨烯的層數(shù)，最終制出厚度為8個納米的石墨烯材料，其折射率的靈敏度和分辨率達到最高。這也是目前國際上現(xiàn)有報道的最高水平。

　　在此基礎上，課題組結合微流體技術和病變細胞的折射率差異，將這一超高的折射率靈敏度成功應用于單細胞傳感。

　　記者在實驗室看到，實驗人員將制備出的8納米厚石墨烯均勻鋪于一塊三棱鏡的一面，緊貼石墨烯上方建有一條細胞通道。實驗時，一束光從棱鏡一面射入，穿透石墨烯照射在細胞通道上，反射光從棱鏡另一面射出。由于癌細胞的形態(tài)、大小、性質不同于正常細胞，導致它對反射光偏振態(tài)的影響也與正常細胞大不相同。實驗人員通過光電轉化，即可得到一份波形圖。如果細胞通道中存在癌細胞，則波形圖上將會呈現(xiàn)出明顯的波峰。

　　現(xiàn)場實驗結果表明，即使數(shù)千個正常細胞中有一個發(fā)生了病變，這種“光測”方法都可以將其準確識別出來。

　　“這種方法的優(yōu)點就是可以對流動細胞樣本進行快速檢測。如果未來投入應用，將大大提前癌細胞被發(fā)現(xiàn)的時間，為人們預防癌癥和早期干預治療提供助益。”劉智波說。

　　據了解，該課題組論文已在國際納米科學技術領域權威刊物《NanoLetters》發(fā)表，美國著名的納米技術與納米科學網“Nanowerk”將該工作作為科研亮點進行了同步報道。

來源：藥品資訊網信息中心

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