陳根：量子力學，還能對抗癌細胞？_風聞

文|陳根

光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象，其是在高於某特定頻率的電磁波（該頻率稱為極限頻率threshold frequency）照射下，某些物質內部的電子吸收能量後溢出而形成電流，由光生電。

1887年，德國物理學家赫茲發現該效應，而正確的解釋為愛因斯坦所提出，為後來的量子物理學奠定基礎。此後，科學家們在研究光電效應的過程中，對光子的量子性質也有了更加深入的瞭解。

最近，京都大學細胞材料綜合研究所（iCeMS）的生物學家在研究癌症時發現，癌細胞內也可以出現光電效應。利用這種現象，研究團隊找到了一種有效殺死癌細胞的新方法。

在傳統的放射療法中，X射線很難破壞腫瘤中心的癌細胞。因為X射線在有氧條件下才能產生切斷DNA的活性氧，而腫瘤深處缺少血管，氧含量低。因此，在該研究中，科學家設計了一種含有碘原子的多孔納米顆粒，然後把這種納米顆粒引入腫瘤組織。

然後，研究人員用X射線照射腫瘤，進行放射治療。**因為****新型納米顆粒中的碘會出現光電效應，所以該治療能夠增強放療的效果。**在被一定能量的X射線照射後，碘元素釋放電子，這些電子產生於癌細胞的DNA附近，因此可以直接使DNA雙鏈斷裂，最終導致癌細胞死亡。

此外，科學家還使用了三種不同的單色x射線，能量水平為33.0,33.2和33.4 keV以及x射線與0.1 keV。結果發現，用33.2keV的X射線可以達到最佳效果，即照射腫瘤球體30分鐘後，觸發癌細胞在3天內死亡。這就揭示了k -邊能x射線對含碘納米顆粒介導的腫瘤球形破壞的優先效應。

目前，相關研究結果發表在學術期刊Scientific Reports上，未來，研究小組希望進一步瞭解X射線是如何讓碘原子釋放電子的。他們還將嘗試將碘元素放置到DNA分子上，以提高療效。後續他們將在小鼠癌症模型上測試這類新型納米顆粒的效果。