未来的癌症治疗方法

设想一种只使用光和金属化合物，针对某些特定组织的癌症治疗方法。这样的治疗不会对癌细胞周围的健康细胞产生影响，患者没有任何显著的副作用。

这种治疗方法今天已经存在，就是所谓的光动力学疗法，它主要用于治疗那些人体可接近表层附近的癌症。光谱学是该项技术开发的前沿和中心。

光动力学疗法需要三样东西：光、作为中介物的光动力分子或金属化合物，还有微环境中的氧气。这种反应的产物是一种活性的单线态氧化合物, 它能杀死癌细胞。

光谱学在此起着重要的作用，用来发现那些激活过程中最有成效的光动力分子。

在光动力学疗法中，光纤连接的光源被插入恶性肿瘤患者体内，或放置在身体外面。光源发出的可见光使得光敏剂分子 (光动力药物) 发生化学反应，在微环境中为氧分子提供能量，最终产生无毒的单线态氧，从而使肿瘤组织收缩或死亡。

单线态氧是含氧的活性化合物，单线态氧能够攻击和消灭癌细胞，同时保证周围的健康细胞完好无损。

光动力学疗法与传统的放射疗法不同之处在于，它既不使用毒性自由基，也不使用毒性光源来杀死癌细胞。光动力学疗法使用的材料是良性和无毒的，使健康细胞不受治疗的影响，患者也避免了不良的副作用。

研究人员必须找到能够最有效地产生杀死癌症的单线态氧的光动力分子。为此，他们采用光谱学方法测量矿物对光源的响应，通过光谱找出那些单线态氧物种产率最高的矿物化合物，再对之进行精炼。

内华达大学里诺分校的研究员，Ana de Bettencourt-Dias博士正带领一个团队研究一系列稀土矿物，即镧系元素化合物。该团队使用荧光光谱来确定化合物的发光特性，这些化合物暴露于特定光源后能够产生活性氧化合物。他们的目标是找到最好的基于镧系元素的化合物来生成这些活性氧物种。

Dias博士的团队使用HORIBA仪器公司出品的FluoroLog®-3荧光光谱仪研究他们合成的分子的发光性质。FluoroLog是一款包括稳态和荧光寿命的模块化荧光光谱仪，被用来测量化合物的发光效率，比较不同化合物的发光属性，进而找出发光效率最高的化合物。

Dias团队的研究兴趣在于开发新的配体，所谓配体就是离子或分子连接到金属原子上，形成发光效率高的稀土离子配合物。研究团队合成了配体和金属配合物, 然后用不同的光谱方法对其进行了表征，其中包括单晶X射线衍射、吸收光谱、激发和发射光谱等。

光动力学疗法已用于治疗结肠癌、卵巢癌、宫颈癌和皮肤癌。有时它能让肿瘤收缩，以便通过手术切除。

马萨诸塞大学医学院研究员韩刚博士介绍说，可见光的穿透深度很浅，所以这就是光动力学疗法在临床实践中的局限性。韩博士希望设计出一种新版本的光动力学疗法的光敏剂，它能放大近红外吸收，具有更好的组织穿透性。这样就可以深入组织内部，治疗如肺、乳腺或肝脏里的癌症。

寻求更好的光敏剂的研究将会继续，而光谱学将是他们手中的一款利器。