化疗不会伤害身体，但能有效对抗癌细胞：这是化学家Sylvestre Bonnet和他的团队的目标。在他的博士研究期间，化学家周学泉使这个目标更接近一点。他开发的分子在注射到血液中时会自组装成积聚在肿瘤中的纳米颗粒。然后用可见光进行有针对性的照射，然后攻击肿瘤。这项研究现已发表在《自然化学》上。

“传统的抗癌药物通常不能充分区分好细胞和坏细胞，”Bonnet解释说。“他们杀了他们两个。”研究人员提出了解决这个问题的方法：靶向肿瘤的纳米粒子，只有在可见光的影响下才会变得活跃。“这种抗癌光疗使医生能够在不损害其余部位的情况下治疗身体的特定部位。它已经在几家医院使用。

自行形成纳米颗粒的分子

到目前为止，化学家必须首先在实验室中将化疗药物附着在纳米颗粒上。然后医生通过注射到患者的血液中来管理它们。与纳米颗粒的结合有助于化疗找到肿瘤。周的药物效果略有不同。“不再需要实验室工作，”他说。“你可以直接管理分子。一旦进入血液，纳米颗粒就会自行形成。

这有几个优点，周说。“首先，它节省了大量的工作和准备时间。但除此之外，它也更安全、更有效。在实验室中制造纳米颗粒很复杂：它总是产生具有不同尺寸的颗粒混合物，因此具有不同的特性。很难精确确定这种混合物的组成。所以你永远不能100%确定这些粒子在你的身体里会如何表现。

周说：“对于分子，这更直接：当你制造分子时，化学分析可以让你确定它们是否纯净。Bonnet补充说：“如果你将这些分子注射到血液中，得到的纳米颗粒都非常相似。那是因为身体以相同的方式处理这些分子。

薛泉的分子是一种所谓的钯复合物——一种具有由钯制成的金属核心的分子。通常，钯原子与四个氮原子相连，但周用碳原子代替了其中两个氮原子。当用绿光照射时，钯复合物获得额外的能量。这种额外的能量导致复合物将电子转移到氧分子(O2)已经存在于照射的细胞中。这种机制产生一种杀死癌细胞的活性氧。

2020年，周某还制造了一种具有自组装特性的抗癌药。“然而，这种新分子更进一步，”他说。“通过将不是一个而是两个碳原子与金属结合，药物现在在绿光下激活，而不是蓝色。绿光可以更好地渗透到身体组织中，因此对小鼠的治疗更有用。“我们的最终目标是在红外光下起作用的药物，”Bonnet说。“这种光将允许更深的穿透。这将使我们能够对抗人类患者体内深处更大的肿瘤。

这项新研究采用了一种更好、临床上更相关的方法。在第一项研究中，周和他的同事将药物直接注射到肿瘤中。“这次我们更进一步，研究了将药物注射到血液中的小鼠模型，”他说。“毕竟，这也是医院的做法。我们想知道药物纳米颗粒是否能在体内存活下来。幸运的是，情况确实如此。

周的分子被证明是非常有效的。“百分之十的给药药物到达肿瘤，”Bonnet说。“在我们管理的每100个分子中，有0个到达目的地。对于许多纳米药物来说，这个比例要低得多。几年前的一项研究表明，平均只有7.<>%。

这到底是怎么回事?自行形成纳米颗粒的分子?“我们自己也不完全知道，”邦尼特承认。“我们知道钯是至关重要的，薛泉发现血液中的蛋白质也可能发挥作用。如果这些蛋白质缺失，纳米颗粒就会继续生长并变得如此之大，以至于它们最终不再停留在溶液中。因此，蛋白质似乎限制了纳米颗粒的生长，但我们还不能准确地说出如何。我们知道它是有效的。这是最重要的事情。但为什么它能这么好用呢?这就是进一步研究必须显示的内容。