文|陈根
光电效应是物理学中一个重要而神奇的现象 ， 其是在高于某特定频率的电磁波（该频率称为极限频率threshold frequency）照射下 ， 某些物质内部的电子吸收能量后溢出而形成电流 ， 由光生电 。
1887年 ， 德国物理学家赫兹发现该效应 ， 而正确的解释为爱因斯坦所提出 ， 为后来的量子物理学奠定基础 。 此后 ， 科学家们在研究光电效应的过程中 ， 对光子的量子性质也有了更加深入的了解 。
最近 ， 京都大学细胞材料综合研究所（iCeMS）的生物学家在研究癌症时发现 ， 癌细胞内也可以出现光电效应 。 利用这种现象 ， 研究团队找到了一种有效杀死癌细胞的新方法 。
在传统的放射疗法中 ， X射线很难破坏肿瘤中心的癌细胞 。 因为X射线在有氧条件下才能产生切断DNA的活性氧 ， 而肿瘤深处缺少血管 ， 氧含量低 。 因此 ， 在该研究中 ， 科学家设计了一种含有碘原子的多孔纳米颗粒 ， 然后把这种纳米颗粒引入肿瘤组织 。
然后 ， 研究人员用X射线照射肿瘤 ， 进行放射治疗 。 因为新型纳米颗粒中的碘会出现光电效应 ， 所以该治疗能够增强放疗的效果 。 在被一定能量的X射线照射后 ， 碘元素释放电子 ， 这些电子产生于癌细胞的DNA附近 ， 因此可以直接使DNA双链断裂 ， 最终导致癌细胞死亡 。
此外 ， 科学家还使用了三种不同的单色x射线 ， 能量水平为33.033.2和33.4 keV以及x射线与0.1 keV 。 结果发现 ， 用33.2keV的X射线可以达到最佳效果 ， 即照射肿瘤球体30分钟后 ， 触发癌细胞在3天内死亡 。 这就揭示了k -边能x射线对含碘纳米颗粒介导的肿瘤球形破坏的优先效应 。
【x光|陈根：利用光电效应，研发癌症新疗法】目前 ， 相关研究结果发表在学术期刊Scientific Reports上 ， 未来 ， 研究小组希望进一步了解X射线是如何让碘原子释放电子的 。 他们还将尝试将碘元素放置到DNA分子上 ， 以提高疗效 。 后续他们将在小鼠癌症模型上测试这类新型纳米颗粒的效果 。
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