阿黴素是什麼？

阿黴素Doxorubicin(簡稱Dox，結構如下圖)是一種抗癌藥物，被用在許多不同的癌症治療上，例如乳腺癌、卵巢癌、胃癌、甲狀腺癌、多發性骨髓瘤、淋巴瘤、急性淋巴細胞白血病(ALL)、急性髓細胞白血病（AML）……等，都會利用Dox進行化學療法。由於藥物本身無法區別癌細胞和正常細胞，所以會同時攻擊兩者，導致身體虛弱而出現嘔吐、掉髮等化療副作用；因此，把Dox與DNA適體的功能結合，就可以讓Dox只針對癌細胞發揮作用。

金奈米粒子搭配Dox與DNA適體最剛好

想讓Dox與DNA適體共同發生作用，就要把這兩種物體放在一起。可以把金奈米粒子的hairpin DNA (簡稱hpDNA)想像成飛碟，飛碟上的座位大小是0.34nm，而Dox大小剛好也是0.34 nm，因此作為乘載Dox的交通工具，hpDNA再適合不過了！但是，hpDNA並不如想像中完美，雖然剛好可以乘載藥物，卻沒有定位的能力，會像迷航在宇宙中的飛碟找不到目的地，一不小心還會傷害到健康的細胞。因此，DNA適體就負責在航程中擔任GPS的角色，帶領飛碟抵達目的地(癌細胞)。

為什麼選擇金奈米粒子？

在眾多粒子當中，選擇金奈米粒子的理由是，金奈米粒子在接受特定波長的光(532 nm)照射後會釋放出熱，放出的熱就會破壞hpDNA與金奈米粒子之間的連接，進而釋放出Dox抗癌藥物，這個接受光、放出熱、破壞連接的過程就稱為光活化。可以想像成光就是開啟飛碟的按鈕，照光之後飛碟的門會打開，座位裡的Dox藥物才能被釋放出來殺死癌細胞。

目前科學家把找到癌細胞的GPS （DNA適體）稱為Sgc8（註1），這個序列對於人類急性淋巴性白血病T淋巴細胞系（註2）上的特殊蛋白「protein tyrosine kinase 7 （簡稱PTK7）」有很高的結合力，會主動鍵結到癌細胞上，當Sgc8c找到PTK7以後，就可以釋放藥物。 

光活化過程是透過電子分布達到放熱效果

光活化的過程是怎麼進行的呢？前面提到金奈米粒子在吸收特定波長的光後會釋放出熱，而導致金奈米粒子放熱的原因是「表面電漿共振效應」。所謂的表面電漿共振效應指的是，金屬奈米粒子在受到光的影響以後，表面的電漿會產生電子分布不均勻的狀況，電子少的地方會吸引電子，電子多的地方會排斥電子，在吸引、排斥的作用下，就會讓金屬奈米粒子放熱，導致原先在金屬奈米粒子上的鍵結斷裂、釋放藥物。

金奈米材料/Dox抗癌藥物之光熱精準治療

根據研究報告〈Y.L. Luo, Y.S. Shiao, and Y.F. Huang, “Release of Photoactivatable Drugs from Plasmonic Nanoparticles for Targeted Cancer Therapy”, ACS Nano, 2011, 5, 7796-7804.〉的結果顯示，該研究所開發的Sgc8c/hp-Au NP，不僅增加對目標細胞的選擇性以及控制藥物的精確釋放，且金奈米粒子是細胞毒性較低的奈米材料，可在532 nm的光照射下，表現出高效的光熱效應，相較於過往的癌症治療，具有顯著的治療效果。