近期 ， 接二连三有公众人物因癌症突然离世 ， 令人扼腕的同时也引发热议：我们该如何更早地发现癌症 ， 从而获得尽早治疗的机会？
根据《全球癌症报告》显示 ， 2018年全球预计新增1810万例癌症病例 ， 死亡人数达960万 。 而在中国 ， 癌症已成为中国城市居民的头号杀手 。 目前 ， 我国癌症发病率接近世界平均水平 ， 但死亡率高于世界水平 。 世界卫生组织专家认为 ， 早诊早治是关键 。
近日 ， 中科院院士、南京大学化学化工学院陈洪渊教授团队 ， 在国际上率先实现了在纳秒及纳米尺度上对单个活细胞内生物分子化学反应过程的分析工作 ， 可精准测量单个细胞内分子的动态变化 。 也就是说 ， 有望对早期病变细胞进行检测 ， 剥开癌细胞的“画皮” ， 从而去帮助临床大夫进行诊疗 。 相关研究发表在《美国科学院院报》等一系列国际一流刊物上 。
“看穿”细胞内分子的细微变化
如果把人体内的细胞比作广场上的许多人 ， 表面上看起来他们都很正常 ， 但是其中有些人的内心已经起了变化 ， 就像是一群“潜伏者” ， 一旦时机成熟 ， 就会兴风作浪 。
癌症等疾病在早期时 ， 人体不会有任何症状 ， 如果按照一般的检测手段 ， 相当于从外观的角度 ， 透视或放大人体组织器官 ， 很难“看穿”细胞内分子的细微变化 。
一直以来 ， 科学家苦苦寻找能在早期辨别出这些“潜伏者”的有效方法 。 从上世纪80年代起 ， 依靠科学仪器对细胞内的分子变化情况进行精准探测 ， 并用化学分析的方法得出判断结果 ， 逐渐成为一种全新的检测手段 。
“就像一个人 ， 我们不仅要了解他的容貌、身高、体重 ， 还要了解他的性格 。 ”研究团队的主要成员之一、南京大学江德臣教授打了个比方 。
【细胞放大镜： 剥开癌细胞的“画皮”】“人是由细胞组成的 ， 其中有复杂的变化过程 ， 我们希望从源头追究细胞中的各种化学反应 。 ”陈洪渊说 ， 癌细胞是善于伪装自己的 ， 这个仪器可以在细胞病变的最早期 ， 对正常细胞和病变细胞进行有效的识别 ， 以做出一些有价值的判断 。
这个方法的基本原理就是用纳米尺寸大小的探针 ， 深入到单个活细胞中 ， 利用探针表面的识别物或输送进去的检测试剂去寻找特定的分子 ， “就像在一群人当中寻找穿红色衣服的人” ， 江德臣说 。
在南京大学生命分析化学国家重点实验室 ， 科技日报采访人员看到 ， 这套“单细胞高时空分辨分子动态分析系统” ， 由诸多分析模块相接组合 ， 占据了一整间约120平米的实验室 。 “我们这套测量系统通过综合电化学、光学、质谱检测手段 ， 可以探知细胞内的化学变化 。 你可以把它看作是‘化学显微镜’‘细胞放大镜’ ， 它可以给各种细胞贴上分子标签 。 ”陈洪渊介绍到 ， 我们要从实验观测到的结果 ， 想方设法剥开癌细胞的“画皮” ， 从而去帮助临床大夫进行诊疗 。
纳米管中流过十亿分之一的小水珠
科学研究发现 ， 任何物质都是由极微小的粒子及分子组成的, 细胞也不例外 。 这些微小颗粒分为细胞器、囊泡和分子 。 其中 ， 细胞器中的化学变化支配着细胞的很多活动 。
一般来说 ， 细胞的平均直径在10—30微米之间 ， 而一个细胞器的直径仅为50—100纳米 。 想要在如此小的尺度上对其包含的分子进行化学反应的检测 ， 可以说极为困难 。
“我们设计的纳米探针 ， 根据检测目标物的不同 ， 会在探针上修饰不同的识别物 ， 可以特征性地去识别一些分子 。 ”陈洪渊介绍说 ， 这就可以获取被检测区间中更加详实的分子信息 。
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