科學家的故事；神奇的金納米粒子
【明報專訊】納米技術的醫學應用，涵蓋診斷、藥物傳遞和治療疾病的領域，當中會用到一種重要的納米材料——金納米粒子(Gold Nanoparticle)。以下由香港青年科學院院士、香港中文大學生物醫學工程學系副教授蔡宗衡(圓圖)介紹金納米粒子在醫學檢測的應用，以及蔡教授的團隊最近如何利用它作為研究醫治疾病的新方法。
什麼是「金納米粒子」？
「納米」(Nanometer，即十億分之一米)是長度單位。「金納米粒子」是由金(化學符號：Au)原子組成的納米粒子。金納米粒子具有特殊的光學、電子和化學特性；雖然金納米粒子被稱之為「金」，但在水溶液中呈紅色。古代人已經發現金納米粒子具有紅色的色澤，並用於製造藝術品。
快速檢測病原體
在新冠疫情爆發期間，快速而準確的檢測對於確定感染者、作隔離和治療以及控制病毒的傳播至關重要。快速抗原測試檢測棒上的試劑成分包含特製的金納米粒子，其表面修飾了能與冠狀病毒刺突蛋白(Spike protein)結合的抗體；當特製的金納米粒子與患者體液樣本中的冠狀病毒刺突蛋白結合時，檢測棒的測試結果呈現酒紅色或紫紅色的線，從而讓我們得知是否確診。抗原測試的檢測過程簡單，不需要昂貴的設備或專業技術，能夠有助及早防止疫情蔓延。
治療新希望
金納米粒子在藥物傳遞方面具有相當大的潛力。最近，蔡教授團隊發現金納米粒子在沒有裝載化學藥物或生物製劑的情况下，能夠靠自身的生物醫藥特性，於小鼠疾病模型中展示治療各類慢性疾病的能力，有望為病人提供嶄新的療法。
以慢性腎病為例，全球每年約有 10% 成年人受影響。長期腎臟纖維化可導致慢性腎病甚至腎衰竭，但目前尚無特定療法，患者只能接受洗腎或移植手術。蔡教授團隊研發出一種與葉酸(即維他命B9)偶合的金納米粒子，可以經靜脈注射輸送至腎臟和進入纖維化的腎小管細胞內。葉酸可以與纖維化腎小管上的葉酸受體結合，促進金納米粒子的輸送。有趣的是，蔡教授發現金納米粒子能夠自然抑制一種促進慢性腎病病發的酵素，從而治療腎臟纖維化。
另外，全球每年約2%至3%人口飽受銀屑病困擾，患者的皮膚會出現紅斑、鱗狀丘疹和斑塊，至今無法根治。蔡教授團隊研發的特製金納米粒子，塗抹在患病的皮膚後能滲透表皮和進入表皮內的角質形成細胞，療效與類固醇和維生素D類似物相若，但沒有使用這兩種藥物可能產生的副作用。一旦驗證了金納米粒子在人體中的安全性和療效，相信就能夠為腎病患者和銀屑病患帶來新的治療希望。
文、圖：香港青年科學院
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[常識學堂 第306期]
