研究人员发现了一种利用新型碘纳米粒子来加强放射治疗的方法。

当X光照射到含碘纳米粒子的肿瘤组织时，癌细胞死亡将在三天内触发。碘释放电子破坏肿瘤的DNA，导致细胞死亡。由京都大学综合细胞材料科学研究所(ICeMS)的科学家和日本和美国的同事们发表在杂志上。

科学报告

负责这项研究的iCeMS分子生物学家田野富彦(Fuyuhiko Tamanoi)表示：“将金属暴露于光下会导致电子的释放，这一现象被称为光电效应。爱因斯坦1905年对这一现象的解释，预示着量子物理学的诞生。”“我们的研究提供了证据，表明在癌细胞内复制这种效应是可能的。”

癌症放射治疗的一个长期问题是，由于缺乏深入组织的血管，在氧气含量较低的肿瘤中心，它是无效的。当射线照射到细胞内的分子时，X射线需要氧气来产生损伤DNA的活性氧。

Tamanoi和松本幸郎(KotaroMatsumoto)和他的同事一直试图通过寻找更直接的方法来破坏癌症DNA来解决这个问题。在早期的工作中，他们发现载钆的纳米粒子在同步辐射的50.25千伏电子伏特的同步辐射下可以杀死癌细胞。

在目前的研究中，他们设计了多孔的、携带碘的有机二氧化硅纳米粒子.碘比钆便宜，在较低的能级下释放电子。

研究人员将纳米粒子分散到含有多个癌细胞的三维组织肿瘤球体中。用33.2keV的X射线照射球体30分钟，在3天内完全破坏球体。通过系统地改变能量水平，他们能够证明肿瘤破坏的最佳效果发生在33.2keV X射线下。

进一步的分析表明，纳米粒子被肿瘤细胞吸收，定位在细胞核外。只要将适量的X射线能量照射到组织上，碘就会释放出电子，从而导致核dna双链断裂，引发细胞死亡。

松本说：“我们的研究代表了一个重要的例子，那就是在癌细胞内使用量子物理现象。”“似乎在dna附近产生了一团低能电子，导致双链断裂，很难修复，最终导致程序化的细胞死亡。”

研究小组接下来想要了解的是，当碘原子暴露于X射线时，电子是如何从碘原子中释放出来的。他们还致力于在DNA上而不是在DNA附近放置碘，以提高疗效，并在小鼠癌症模型上测试纳米粒子。