轉載從: Tech News 科技新報
美國南加州大學維特比工程學院生醫工程助理教授 Cristina Zavaleta 研究團隊發表於《生物材料科學》（Biomaterials Science）期刊的研究，運用刺青墨水和食用色素等染劑研發新的對比劑。當染劑附上奈米粒子，就能標定癌症細胞位置，讓專業人員能清楚區分癌症細胞與周圍的正常細胞。
在美國，38% 的人一生至少得面對一次癌症，而早期發現早期治療一直是成功治療癌症的重點。診斷癌症時，使用核磁共振（MRI）或電腦斷層（CT）MRI 偵測癌細胞，需要將對比劑注射至患者體內，才能讓成像更敏銳清晰，讓醫療人員診斷，也讓外科醫師精準判斷腫瘤確切位置。
Zavaleta 解釋，以大腸癌為例，大腸癌偵測需要透過內視鏡檢查，但內視鏡其實也只是一根末端加上光源的細管而已，只能拍攝大腸的外觀結構，如果看到瘜肉就會知道接下來要組織切片檢查。如果我們能有一種成像技術可直接告訴醫生，大腸瘜肉是癌化細胞還是良性腫瘤，或許就可省去後續一堆麻煩。
因此，研究團隊從日常家庭用得到的染劑色素找到一種特殊光學對比劑，能附著在偵測癌症細胞的奈米粒子上，標示出癌症細胞的位置與範圍。這項技術運用的染劑都經過美國 FDA 認證，研究團隊希望實際運用時的材料容易取得又安全。
染劑有特別光學性質，能應用於癌細胞偵測
Zavaleta 的靈感來源非常特別，因為她對藝術及動畫的興趣，使她在美國知名皮克斯動畫工作室的動畫課時被墨水和顏料吸引。那些水彩水粉等高色素顏料以她從未見過的方式呈現，讓她不禁好奇，顏料會不會也有一些有趣的光學性質。因此她拜訪不遠處的舊金山刺青藝術家 Adam Sky。她帶了實驗用的 96 孔盤，讓刺青師把刺青染料分別加到孔洞裡。接著她將染料以拉曼光譜儀分析，發現各染料的確都有各自光譜特性，產生不同圖譜，可用來辨別奈米材料。
除了染劑的安全性，癌細胞檢測顯像的另一個疑慮在於奈米粒子的安全性。由於奈米粒子的代謝過程，一般會在肝臟脾臟等負責降解的器官殘留較久。奈米材料的選擇上，生物可分解的特性就格外重要，但目前的光學對比劑選擇非常有限。因這層考量，Zavaleta 研究團隊從較常見的像是彩虹糖、糖衣巧克力的食用色素，著手尋找適合的奈米材料。這些常用的食用色素早已經過認證，確認安全無虞。
Zavaleta 表示，研究團隊檢測 FDA 認證通過的藥品、化妝品、食品色素成分，分析這些染劑的光學性質。接著發現這些合格的染劑中，有許多種染劑有特別的光學性質，具應用於癌細胞偵測的潛力。
研究團隊研發能承載高顯色能力顯像染劑的奈米粒子，大小既能被動穿入癌症發生的位置，也能留在該處。醫療用途的對比劑大多成分為小分子染料，能一開始在癌症發生範圍累積，但很快就會被代謝帶離腫瘤位置，因此有使用限制。Zavaleta 團隊研發的奈米粒子，雖然有小分子容易滲透的特性，但大小卻足以留在腫瘤區，因此同時具高滲透性和延續能力。
研究團隊開發的奈米粒子也能承載比之前分子更大的染劑，在螢光影像顯現更亮訊號，更精確呈現辨認出腫瘤位置的奈米粒子散布範圍。Zavaleta 表示研發的新染劑和奈米粒子就像使用多種染劑同時標定位置，可讓成像更亮更清晰。這項研究也有助於未來癌症診斷技術提升，讓更多病人受惠。
（首圖來源：pixabay）