佐治亞州立大學(xué)，阿肯色大學(xué)醫(yī)學(xué)科學(xué)大學(xué)，阿肯色大學(xué)和俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分校的研究團(tuán)隊(duì) 已經(jīng)表明，某種超光亮的，水溶性的生物相容性類(lèi)型的納米激光可以作為一種探針，能夠在血流中發(fā)現(xiàn)遷移的癌細(xì)胞然后殺死這些細(xì)胞。

該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，稱(chēng)為spaser的納米激光器可以用作光學(xué)探針。 當(dāng)釋放到體內(nèi)（可能通過(guò)注射或飲用溶液）時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）并追擊它們，粘附在它們上，并通過(guò)它們分離來(lái)破壞這些細(xì)胞以預(yù)防癌癥轉(zhuǎn)移。 它吸收激光并加熱，在細(xì)胞中制造沖擊波，并破壞細(xì)胞膜。

通過(guò)受輻射受激發(fā)射的表面等離子體激元擴(kuò)增的Spaser是大約20nm的納米顆粒。 它的表面附有葉酸，允許癌細(xì)胞的選擇性分子靶向。 葉酸受體通常在大多數(shù)人類(lèi)癌細(xì)胞的表面上過(guò)表達(dá)，并且在正常細(xì)胞中弱表達(dá)。

格魯吉亞州納米光學(xué)中心主任和物理學(xué)教授馬克·斯托克曼博士說(shuō)：“這種生物相容的激光器可以在這些細(xì)胞之后消失，并消滅它們而不會(huì)殺死或損壞健康的細(xì)胞。 “任何其他化學(xué)物質(zhì)都會(huì)損壞健康細(xì)胞，可能會(huì)殺死健康細(xì)胞。我們的研究結(jié)果可以為癌癥患者提供更好、挽救生命的治療方案中發(fā)揮關(guān)鍵作用。”

研究人員研究了22nm激光在具有高葉酸受體表達(dá)和低葉酸受體表達(dá)的內(nèi)皮細(xì)胞以及體內(nèi)小鼠細(xì)胞的人乳腺癌細(xì)胞體外的能力。

他們發(fā)現(xiàn)具有Spasers的細(xì)胞在不同激光能量高于峰值閾值的情況下，顯示出與一個(gè)或多個(gè)單個(gè)“熱點(diǎn)”的高圖像對(duì)比度。 通過(guò)幾種光學(xué)和電子顯微鏡技術(shù)證實(shí)了Spasers的存在，這揭示了隨后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞膜上的個(gè)體孢子的初始積累。

該研究還發(fā)現(xiàn)Spaser對(duì)人細(xì)胞的低毒性。 同時(shí)，經(jīng)受激光照射的Spaser選擇性地殺死腫瘤細(xì)胞而不損害健康細(xì)胞。

根據(jù)研究結(jié)果，以spaser為核心的高對(duì)比度成像醫(yī)療應(yīng)用是一個(gè)有希望的領(lǐng)域。 數(shù)據(jù)表明，Spasers作為治療和診斷的藥物有很大的潛力，它將光學(xué)診斷和光熱殺傷細(xì)胞整合在一起，而僅僅使用少量激光脈沖來(lái)殺死癌細(xì)胞。