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纳米金拉曼探针:为肿瘤手术绘出精细施工图

来源:科技日报2021-03-03 09:52

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  本次研究设计构建的拉曼探针配备纳米金,表面布满海胆状毛刺结构,并接入了拉曼报告分子DTTC(一种近红外染料)。在近红外激光照射下该探针产生的拉曼信号灵敏度高、信号强,最重要的是纳米金与DTTC颗粒在肿瘤中的均匀选择性积聚通过拉曼成像有助于描绘肿瘤边缘。

  周民 浙江大学转化医学研究院教授

  对于多数恶性肿瘤,以外科手术为主的综合治疗是临床诊治的常规方案。然而,结肠癌和卵巢癌等腹腔肿瘤具有广泛的腹腔播散和转移特性,容易浸润到周围重要器官或神经结构,难以通过外科手术进行精准切除。

  为此,浙江大学转化医学研究院周民教授团队基于纳米金制备,构建了一种具有高灵敏度诊断功能并兼具光热性能的诊疗一体化纳米探针,并结合新型拉曼影像技术,实现了腹腔肿瘤的精准切除和术后清扫。周民接受科技日报记者采访时介绍,该研究揭示了拉曼影像技术在生物医学领域的应用潜力,并为转移性肿瘤的诊断和治疗提供了新策略。

  拉曼影像技术可弥补肿瘤成像技术的不足

  周民表示,寻找更精准的术中肿瘤成像技术和成像技术引导下的手术切除成为近年来临床研究的重点和难点。

  目前临床上应用正电子发射断层扫描(PET)和磁共振成像(MRI)等成像技术,可实现对术前肿瘤位置的确定,然而手术期间组织会发生移位,肿瘤的术前图像通常与实际位置不一致,而且无法实现实时观察定位。而拉曼影像技术可以有效弥补上述成像技术的不足。

  然而,一般情况下拉曼光谱的信号非常微弱,难以开展有效应用。直到上世纪70年代,国外科学家发现,将待测分子吸附在粗糙的纳米金属材料表面,可使待测物的拉曼信号增强10的6至15次方倍的光谱现象,由此发展出表面增强拉曼光谱技术即拉曼探针技术。该技术如今被广泛应用于食品成分检测、环境污染物检测等领域。

  纳米金拉曼探针助毫米级微小肿瘤精准切除

  “本次研究设计构建的拉曼探针配备纳米金,表面布满海胆状毛刺结构,并接入了拉曼报告分子DTTC(一种近红外染料)。在近红外激光照射下该探针产生的拉曼信号灵敏度高、信号强,最重要的是纳米金与DTTC颗粒在肿瘤中的均匀选择性积聚通过拉曼成像有助于描绘肿瘤边缘。”周民告诉记者,利用该技术,单次注射即可实现术前和术中成像,并能实现肿瘤边缘的精准确定,相当于为手术的开展绘出了更加精细的施工图。

  纳米金拉曼探针具有特定的指纹图谱和超低信号干扰等优势,可理解为设有多个接收频道,一有干扰就换台,保证信号接收的连贯性和准确性。

  研究团队通过动物实验,证明了该探针具有较好的生物安全性,而且能够在肿瘤部位滞留足够长的时间。

  “鉴于纳米粒子增强的拉曼信号,它们能够精确检测出的微小肿瘤残留直径小于1毫米。”周民表示,在这项研究中,拉曼图像引导的手术可以在相对较短的时间内促进大部分肿瘤组织的切除,总体而言,图像引导和肿瘤切除的匹配效果良好。

  联合治疗方案有效抑制复发提高患者存活率

  利用特异性的光热治疗作用根除残余微小肿瘤灶,是临床上对播散性腹腔肿瘤的主要治疗方法之一。

  “光热疗法是利用激光产生的热量杀灭癌细胞,已被用于治疗各种癌症和其他疾病,副作用较小。我们利用‘纳米金拉曼探针技术切除手术+光热疗法’对小鼠进行治疗,发现小鼠存活率提高了75%,并显著推迟了肿瘤的复发。两种技术结合在一起,有更好的治疗效果,初步结果很鼓舞人,但还需要更多的研究予以评估。”周民说。

  (记者 江 耘)

[ 责编:涂子怡 ]
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