ScienceDaily — MRI（Magnetic resonance imaging，核磁共振造影）可說是醫生最好的朋友，因為透過它便可以在不用開刀的狀況下偵測出藏在身體內的腫瘤。利用脈衝磁波以及測量訊號回復的狀態，MRI 便可以區別出體內不同的組織，比如說可以從肌肉組織中區分出骨骼、從固體中區分出液體等等。
圖1. Nanobonding The illustration (top) shows how a RGD peptide-coated iron oxide nanoparticle binds with an integrin-rich tumor cell. At bottom left is a MRI of a mouse with the implanted U87MG tumor (red circle). At bottom right is an optical image that reveals iron oxide nanoparticles (blue) amassed in the tumor area (pink).
科學家發現了一種磁性奈米粒子可以在 MRI 掃瞄時協助定位出腫瘤細胞的叢集位置。就像一枚小型的精確導彈，這些奈米粒子會去找尋腫瘤細胞然後緊緊的與他們連結在一起。這些奈米粒子一旦與腫瘤細胞連在一起後，這些粒子便像是無線發射器，使 MRI 的偵測能力能夠大幅提升。
圖2. 接上能偵測腫瘤細胞胜肽層的磁性奈米粒子與組織切片圖
現在，來自 Brown 大學的化學家 Shouheng Sun 與他的研究團隊製造出一種相當小的磁性奈米粒子並賦予它們搜尋及發現的任務。透過一層薄薄的塗佈物，讓這些粒子可以在 MRI 的偵測下發出強烈的訊號。
圖3. Brown 大學的化學家 Shouheng Sun 教授
這個結果已經被發表在美國化學協會期刊（Journal of the American Chemical Society）線上版本之中，作者包含 Brown 大學的研究生 Jin Xie, Chenjie Xu 與 Sheng Peng，以及來自 Stanford 大學的 Xiaoyuan Chen 等等。
圖4. Stanford 大學的 Xiaoyuan Chen 教授
研究小組製造出一種附著上胜肽的氧化鐵奈米粒子 ─ 所謂的奈米指的是十億分之一公尺，是一種尺度的表達。研究人員將這些奈米粒子注入小鼠中，希望檢測它定位出一種稱為 U87MG 的腦部腫瘤的能力。Sun 與他的研究團隊盡可能的將這些奈米粒子表面的胜肽附著物打薄，同時也盡可能的減低厚度，並確認這些奈米粒子結合到腫瘤細胞為止。
尺寸的大小是相當重要的，因為這些奈米粒子必須要能夠在微小的血管當中穿梭並且達到發生疾病的區域。太大的粒子會造成堵塞，使得整個循環系統出現大塞車的狀況。Sun 他的研究團隊開發的這種奈米粒子大小約是 8.4 奈米左右 － 某些比這個尺寸小上六倍的粒子已經被使用在醫學上了。
圖5. A) TEM of c(RGDyK)-MC-Fe3O4 NPs dispersed in water. B) Hydrodynamic size distribution of the c(RGDyK)-MC-Fe3O4 NPs dispersed in water.
Sun 說：「我們希望可以把它（奈米粒子）做得相當小，小到身體的免疫系統將它視而不見。同時也能讓這些奈米粒子與腫瘤細胞發生作用並接至其上。」
對 MRI 檢測來說，奈米粒子是相當重要的，因為這樣便可以提高背景（比如說來自於體內的水分子）與固態質量（比如說腫瘤細胞）之間的對比，讓科學家在判斷上更加的精準。
圖6. Prussian staining of liver, spleen, kidney and muscle.
至於塗佈層，它扮演著使奈米粒子與腫瘤細胞互相接合的角色，同時對於 MRI 在使用上，有關「訊號－雜訊比值（signal-to-noise ratio）」來說也是相當的重要。較薄的塗佈層，發散出來的訊號較強，反之亦然。Sun 教授的團隊將他們的奈米粒子塗上厚度僅有 2 個奈米的胜肽塗佈層 － 這已經比當今正在使用且是最熱門的 MRI 試劑 Feridex 還要薄上十倍。Sun 團隊製造出來的奈米粒子具有 50000-watt 的輻射發射能力；它可以輕易的讓 MRI「聽到」較強的訊號。
有關於這個研究的另一個重要特色就是發現了利用塗佈著 RGD 胜肽可以和 U87MG 腫瘤細胞完美地結合。研究團隊計畫在未來的動物實驗中能夠進一步去測試這些奈米粒子與其他腫瘤細胞結合的能力。
美國國家癌症研究所（National Cancer Institute）是屬於美國國家衛生研究院（National Institutes of Health）的一部份，這個研究也接受了 Department of Energy's Experimental Program to Stimulate Competitive Research（EPSCoR）經費的贊助。
Adapted from materials provided by Brown University.
原始報導：
ScienceDaily：Chemists Create Cancer-detecting Nanoparticles
原始論文：
Ultrasmall c(RGDyK)-Coated Fe3O4 Nanoparticles and Their Specific Targeting to Integrin αvβ3-Rich Tumor Cells
Jin Xie, Kai Chen, Ha-Young Lee, Chenjie Xu, Andrew R. Hsu, Sheng Peng, Xiaoyuan Chen, and Shouheng Sun
Web Release Date: 24-May-2008; (Communication) DOI: 10.1021/ja802003h
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