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YACOO:一种神奇的新材料,碘-125/金薄膜

2015-06-26 来源:亚科官网

关键词:新材料;碘-125/金薄膜;元素衰变;放射治疗

美国塔夫茨大学的E. Charles H. Sykes博士和PerkinElmer公司、伦敦大学学院的化学家们近期在《Nature Materials》报道了一种新材料,在它的帮助下,人类有史以来第一次目睹了原子水平的元素衰变,该材料还很有希望用于高安全性的癌症放射治疗。
Sykes博士带领的团队研究的对象是碘-125,一种经常在癌症治疗中使用的放射性同位素。研究人员将一滴水和碘-125的混合物滴在一层薄薄的金上,水蒸发后,碘原子就和金结合形成了厚度仅有一个原子的薄膜,并且能在环境中保持稳定。随后,科学家们使用扫描隧道显微镜来观测单个原子的衰变,碘-125一旦衰变就会失去一个质子并变成非放射性的碲-125。
碘-125的半衰期为59天,这意味着衰变随时可能发生而且无法预测。因此,为了不错过衰变,研究人员持续几个星期每天工作18个小时。最终,他们成功地获得了单原子衰变的扫描隧道显微镜图像,并在理论化学家的帮助下对这些图像进行了解读。为了验证他们看到的确实是元素衰变,研究人员用X射线光电子能谱仪研究了那些样品好几个月,以确定它们确切的化学成分。“通过每个星期或每两个星期一次的检测,我们可以看到从一个元素到另一个元素的变化,”Sykes说,样品中大多数碘都变成了碲。
除了在原子水平观测元素衰变,该碘-125/金薄膜还有更吸引人的用途。碘-125之所以在癌症放疗中经常使用,是因为它在衰变时可以放出大量的低能电子(low-energy electrons),这些低能电子可以很有效地破坏癌细胞的DNA;而且,这些电子的覆盖范围仅有1到2纳米,不会影响附近的健康组织和器官。该研究团队发现该碘-125/金薄膜的低能电子发射量是平面碘-125的六倍,Sykes解释说,“金起的作用像一个反射器和放大器。”
这一有趣的发现让医学界浮想联翩:如果制备一些金纳米颗粒,结合上碘-125,再结合上那些靶向恶性肿瘤的抗体,这样就能通过注射使这种放射性纳米颗粒附着到病人体内的肿瘤细胞上,释放杀伤性的低能电子,直到彻底摧毁肿瘤细胞。而且,这些纳米颗粒可以被人体顺利地排出,不会像游离碘-125那样聚集在甲状腺从而提高癌症风险。
如果这一想法获得证实,那将是对现有癌症放射疗法的重大改进。现有疗法中,放射性同位素(包括碘-125)被包裹在微小的钛胶囊中并被植入肿瘤。让医生们不满意的是,钛胶囊会抑制低能电子的辐射,导致疗效不如预期。
来源:X-MOL行业资讯