朱劍豪教授

抗癌節能新突破

文 : 鄭智友、劉靜萍

城大一個跨學科科學家團隊，最近為這個重要醫療材料科學領域作出貢獻。物理學系及材料科學及工程學系朱劍豪講座教授領導的研究團隊研發的創新技術，有助治療癌症。

特洛伊木馬

光熱療法示意圖：顯示載有砷化鉍(III)(Bi₂Se₃ )納米片的巨噬細胞被近紅外線照射後，破壞癌細胞。朱教授的發明基於光致發光、光束散射機制及微型納米結構的等離子特質研究，基本上是以光熱過程中產生的高溫（電磁輻射）殺死癌細胞。

他說：「光熱療法是新興治癌方法，其原理是把光熱藥劑傳送至目標腫瘤，然後利用光輻射局部發出高溫，殺死腫瘤細胞。」

朱教授及研究團隊發現兩種有效的光熱藥劑載體：含有砷化鉍(III)(Bi₂Se₃)的巨噬細胞及含黑磷的尼羅藍染料。

(a) 老鼠的紅外熱成像
(b) 腫瘤溫度與時間的關係曲線圖
(c) 不同組別老鼠的腫瘤生長曲線圖巨噬細胞是人體中的「好」白血球，能夠對付可能危害人體的不良物質。尼羅藍染料則是著名載體，能夠透過染色方法區分不同物質（如脂肪酸及脂質）。

這些載體就像巨大木馬，把武裝的希臘士兵送進懵然無知的特洛伊城。載體進入人體後，便可消滅對細胞有威脅的物質。

朱教授說：「當『炸彈』被近紅外線照射時，就會迅速升溫並殺死腫瘤細胞。」

減少癌症復發

朱教授指出，光熱療法有三大優點：對人體造成的創傷小、治療過程快，且可輕易結合其他療法，因此給治癌帶來新希望。此外，這種療法或可減少癌症復發。這一點非常重要，因為現時的癌症療程完成後，醫生仍須密切監察惡性細胞有否再出現。

朱教授及其團隊所做的活體實驗顯示，使用光熱療法，可以降低癌細胞重現的機率。

他說：「測試顯示，老鼠體內的腫瘤被完全消除，直至實驗結束都沒有復發。」

控制熱力傳送

光致發光、光束散射機制及微型納米結構技術除了可用於癌症治療，也可應用於其他領域，其中之一就是感溫智能塗層。

具有納米氮化鈦(TiN)和二氧化釩(VO₂ )的塗層在攝氏28度強光下阻隔紅外線，在攝氏20度低溫或低輻射環境下卻可讓紅外線穿過。感溫指的是對溫度極端敏感，只要物質一加熱或降溫就會變色。電熱水壺在水沸時顯示燈轉為紅色可說是日常生活中的一個好例子。

朱教授說：「我們發明的智能塗層結合了納米氮化鈦(TiN)和二氧化釩(VO₂)的特性。納米氮化鈦能快速吸光並局部升溫，而二氧化釩會受溫度影響而轉變結構，達致隔熱或透熱效果。」

智能塗層在攝氏28度強光下阻擋熱力，在攝氏20度低溫或低輻射環境卻變為透熱。因此，這種透明智能塗層的作用如同透光窗簾，可自動調節熱力穿透，減低使用冷暖氣的需要。

結合納米氮化鈦和二氧化釩特性的塗層，可用於建築物或車輛窗戶以助節能，對可持續發展及環境保護大有幫助。

成功的團隊合作

朱教授表示，在光致發光、光束散射機制及微型納米結構的等離子特質等領域的合作研究都非常成功。這次研究團隊由城大、內地及德國的優秀研究員組成，反映城大與國內外科學家合作無間，且已結出豐碩果實。