這篇文章介紹國內一家公司正在發展中的治癌方法,這種方法是根據歐傑效應發想的。
圖片來源 : shutterstock、達志影像
歐傑(1899-1993)是法國科學家,我們先設法解釋歐傑效應,請看圖1。
圖1. 歐傑效應圖示;資料來源:《為台灣加油打氣專欄》
原子核的最內層有一個A電子,假設A電子因為某種原因離開了原子,在外一層的B電子發現有一個空位,B電子非常想靠近原子核(人之常情也),因此它就趕快跑去那個空位。但是B電子的位能比較大,到達空位以後會釋放出能量,這個能量會衝擊C電子,C電子就會離開原子。這個電子被稱為歐傑電子。
歐傑電子有什麼用?這家公司想利用歐傑電子來打擊癌細胞的DNA,以破壞癌細胞的DNA。一旦成功,癌細胞就會死亡。當然問題很多,比方說,如何能使A電子離開?還有一個問題,被打擊的細胞一定要是癌細胞,不能瞄準癌細胞的話,歐傑電子也沒有用了。
要使A電子離開原子核,這家公司所利用的是X光。X光是用電子束打在金屬板材,金屬板材因為吸收了電子束的能量,產生游離輻射,這種游離輻射就是X光。一般常見的X光是反射式X光,這次要介紹的是一種與眾不同的穿透式X光,如圖2所示。
圖2. 穿透式X光的方法;資料來源:《為台灣加油打氣專欄》
穿透式X光和反射式X光的差異是,電子束直接打進金屬薄板,游離輻射直接從薄板另一端穿出。X光的頻譜是很窄的,可以集中在某一特定區段,如圖3所示(橘色頻譜)。
圖3. X光的頻譜;資料來源:《為台灣加油打氣專欄》
X光中,每一段頻率都有其特定的能量,根據光子能量計算公式:E=hv,E是能量,h是普朗克常數,v是頻率。我們希望得到的X光是在頻率中非常窄小的一段,這一段X光有其特別的能量,以後會再詳細說明,為何需要這一小段X光。
首先要說明,要得到特定能量的X光,這家公司有特別的作法。我們當然無法詳細解釋他們的作法,可以說他們的薄板是客製化的,這種特殊的薄板可以使穿透以後的X光都集中在某一個特定的能量上。這家公司所產生的X光,能量集中在33keV。為什麼要能量為33keV的X光?原因是碘原子內最內層軌域的電子(即圖1中的A電子),如果用33keV攻擊碘,這個電子就會離開,如此歐傑效應就會產生,歐傑電子也跟著產生。
如何使歐傑電子能夠撞擊癌細胞的DNA?這家公司使用一種化合物IUdR,IUdR的化學結構非常像DNA中的某一個化學物(其實就是DNA中的T),如果將IUdR注入癌症患者的體內,因為癌細胞快速地分裂,一直在產生新細胞,有很大的機率將自己DNA中的T被IUdR所取代,所以有些癌細胞DNA中已經有了IUdR。正常細胞中很少會有IUdR的。有趣的是,IUdR中有碘,如果我們再對癌細胞發射能量為33keV的X光,就可以使碘原子內最內層軌域的電子(A電子)離開碘原子,從而激發歐傑電子(C電子)。歐傑電子會攻擊癌細胞DNA,造成癌細胞死亡。
這家公司在這個研究上投資不少,研發的時間也相當之長,這顯示我國已經有人有足夠的資金和耐心,讓科技人員花很長的時間做研究。這恐怕是我國政府所做不到的。這個例子也顯示我國的生醫產業已經是相當重視研發了,從業人員不僅對醫學很熟悉,而且對物理和化學也是相當精通的。國家有這種人才,乃是幸運的事。而他們肯默默地做研究,也是我們應該讚揚的事。
最後,希望教育當局能夠重視基礎研究,歐傑的研究應該是一種純學術性的研究,可是這種純學術的研究,後來變成了在醫學上有用的學問。政府應該鼓勵青年人從事純學術的研究,而且也要給他們好的環境,使他們離開學校以後,仍然能夠繼續地做研究。
我們應該知道國家的科技的確是在進步之中,有人肯出經費,不要求在短期內有相當好的成果;也有一些非常有學問的科技人員肯默默地花時間做研究,這都是我們該感到慶幸的。
我們應該對自己的國家有信心。
※ 本文獲《為台灣加油打氣專欄》授權轉載
【本文僅反映專家作者意見,不代表本報立場。】
作者: |
李家同 |
現任: |
清華大學、靜宜大學、暨南大學、台北商業大學榮譽教授
博幼社會福利基金會董事長 |
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