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分子風鎚技術:光激發振動模式革新癌症治療

最後更新: 2025-11-30
新聞稿發佈日期:11/20/2025


在癌症治療領域,分子風鎚(Molecular Jackhammers)技術代表了一項突破性的創新,透過近紅外光激活胺基氰染料分子,產生協調的全分子振動,從而物理性地破壞癌細胞膜。這項技術由美國萊斯大學(Rice University)、德州農工大學(Texas A&M University)以及德州大學MD Anderson癌症中心的研究團隊共同開發,並於2023年12月發表在《Nature Chemistry》期刊上。 該研究不僅展示了99%的體外癌細胞殺傷效率,還在小鼠模型中實現了50%的腫瘤完全消失率,為癌症治療提供了全新的物理機械途徑。 隨著2025年的最新進展,這項技術持續優化,顯示出向臨床應用邁進的強大潛力。



技術原理:振動驅動作用的分子機制



分子風鎚的核心是胺基氰類分子(aminocyanines),這是一種常用於醫學成像的熒光合成染料,具有生物相容性強、水中穩定且易於附著細胞膜脂質雙層的特點。 這些分子結構近對稱,並帶有長側臂,有助於錨定在癌細胞膜的外脂質層上。當暴露於近紅外光(波長約730 nm)下時,分子內的電子被激發,形成等離子體(plasmon),進而觸發亞皮秒級的協調全分子振動。 這種振動被稱為振動驅動作用(Vibronic-Driven Action, VDA),其頻率高達每秒數十億次,類似微型風鎚般敲擊細胞膜,導致膜快速破裂並引發壞死(necrosis)。



從量子力學角度看,時間依賴密度泛函理論(Time-Dependent Density Functional Theory, TD-DFT)計算顯示,Cy7.5-胺等分子展現縱向和橫向等離子體共振,這些共振放大振動能量,使分子整體運動如同一體化的機械裝置。 與傳統分子馬達(如Feringa型)相比,分子風鎚的機械運動速度快超過百萬倍,且使用近紅外光激活,而非可見光,這大大提升了組織穿透深度——近紅外光可深入人體10厘米,而可見光僅0.5厘米。 這種光激活方式不僅能量低(80 mW cm⁻²),還避免了熱效應或活性氧物種(ROS)的產生,確保了治療的精準性和安全性。



研究團隊強調,這是首次利用分子等離子體來產生機械作用,實現分子尺度上的物理破壞。 胺基氰分子的選擇基於其長期在成像中的應用,證明其生物相容性;同時,振動模式不受ROS抑制劑影響,突顯了其獨立的機械途徑。 這項技術的創新在於將光物理學與分子力學結合,開創了癌症治療的新範式。



實驗方法與結果:從體外到體內的驗證



在體外實驗中,研究者使用A375人類黑色素瘤細胞作為模型,將胺基氰分子(如Cy7.5-胺)以500 nM濃度孵育30分鐘,隨後以730 nm近紅外光照射(80 mW cm⁻²,持續2.5分鐘,總劑量12 J cm⁻²)。 流式細胞術(flow cytometry)分析顯示,細胞膜通透性顯著增加,使用DAPI染色評估膜完整性,每條件分析10,000個細胞。 共聚焦顯微鏡(confocal microscopy)進一步確認,激發波長640 nm下,平均分析75個細胞,顯示振動導致膜快速破裂,殺傷率高達99%。 晶紫染色試驗(crystal violet assay)和克隆形成試驗(clonogenic assay)量化了細胞存活率,在1 µM濃度和10分鐘照射下,實現完全根除。



為模擬細胞膜環境,研究還使用巨型單層脂質體(Giant Unilamellar Vesicles, GUVs),以DPhPC脂質構成,添加2 µM Cy5.5-胺或Cy5-胺,640 nm激光(50 µW)照射,每10秒成像,觀察到脂質體膜的即時破壞。 這些實驗證明了VDA的機械效率,且在低濃度和低光劑量下即可生效。



轉向體內實驗,小鼠模型使用B16-F10黑色素瘤腫瘤,將癌細胞注射生成腫瘤後,施用Cy7.5-胺並進行光照射。 結果顯示,50%的治療小鼠腫瘤完全消失,且無明顯毒性。 統計數據支持了治療的有效性,突顯分子風鎚在活體環境中的適用性。2025年的更新研究進一步驗證了這一效率,顯示在其他癌型如骨癌中的潛力。 整個實驗設計嚴謹,包括溫度測量確認無熱殺傷,以及ROS測量確保機制純機械。



優勢與創新點:物理破壞的獨特貢獻



分子風鎚技術的優勢在於其物理破壞機制,癌細胞難以發展抗性,因為它不依賴特定生物途徑,而是直接針對細胞膜結構。 與光動力療法(photodynamic therapy)或光熱療法(photothermal therapy)不同,VDA不受ROS抑制劑影響,且不產生熱效應,使其適用於敏感組織。 近紅外光的深層穿透允許非侵入式治療,適合皮膚癌、淺層腫瘤或結合奈米載體的深部應用。



創新之處包括分子等離子體的利用,這是首次用於產生機械行動,開拓了分子機器的新世代。 研究者詹姆斯·圖爾(James Tour)指出,這比以往分子馬達快百萬倍,為癌症治療注入了高效機械力量。 此外,胺基氰分子的生物相容性確保了安全性,僅需低濃度即可發揮作用。



潛力應用與未來展望



這項技術的應用前景廣闊,尤其在黑色素瘤治療中,已證明高效。 未來可擴展至其他癌型,如腦癌或骨癌,透過優化分子庫提升光物理特性。 結合光動力療法,可進一步提高效率。 2025年的研究更新顯示,分子風鎚可整合奈米技術,實現精準靶向遞送,擴大治療範圍。



在臨床方面,雖然仍處早期,但其低副作用、非侵入特性預示著轉型為常規療程的可能性。想像未來,患者僅需幾次光照射,即可有效控制腫瘤。 團隊正推進分子優化與動物模型擴展,為人類試驗鋪路。



結論



分子風鎚技術以光激發的振動模式,開創了癌症治療的機械時代,提供高效、安全的解決方案。這項由多機構合作的成果,不僅在實驗中展現卓越效能,還為醫學創新注入了新活力。隨著持續研究,這束光將照亮抗癌之路。



內文引用內容



以下為文章中引用的來源清單:




  • : Destroying Cancer Cells with Vibrating “Molecular Jackhammers” (The Quantum Record, 2025)

  • : Molecular Jackhammers & Near-IR Light Kill Cancer Cells (LightNOW, 2025)

  • : Molecular jackhammers use near-infrared light to kill 99% of cancer cells (The Brighter Side News, 2025)

  • : Rice University vibrates cancer cells to destruction (Optics.org)

  • : Rice's Killian calls for sustained research funding (Rice News, 2025)

  • : Molecular jackhammers eradicate cancer cells by vibronic-driven action (PubMed, 2023)

  • : Molecular jackhammers' 'good vibrations' eradicate cancer cells (Rice News, 2023)

  • : Rice University vibrates cancer cells to destruction (Optics.org, 2024)

  • : Molecular jackhammers’ ‘good vibrations’ eradicate cancer cells (Rice University Press Release, 2023)

  • : Molecular jackhammers eradicate cancer cells by vibronic-driven action (Nature Chemistry, 2023)


資料原文: 亞洲新聞稿聯綱: https://www.pressasia/content/43/分子風鎚技術:光激發振動模式革新癌症治療

延伸閱讀: 解鎖Z世代職場潛力:亞洲身心靈協會剖析心態與溝通新策略

隨著Z世代(2000年後出生者)成為職場主力,亞洲企業正面臨前所未有的世代挑戰與機遇。亞洲身心靈協會(Asia Holistic Wellness Association, AHWA)今日發布最新洞察報告,深入分析Z世代的獨特心態,並提出促進跨世代職場溝通的創新策略。報告強調,Z世代的「超合理、超個人、超自主」三大特質不僅重塑職場生態,更為企業注入數位化與人性化的新動能。亞洲身心靈協會呼籲企業與管理者放下舊思維,透過理解Z世代的心態,打造尊重自主與心理健康的共創環境。

Z世代心態剖析:三大特質引領職場新常態

Z世代作為數位原生世代,從小浸潤於網路、AI與社群媒體環境,其價值觀與行為模式與X世代(1965-1980年出生)及Y世代(1981-1995年出生)形成鮮明對比。根據亞洲身心靈協會的分析,Z世代的心態可歸納為以下三大特質:

1.  超合理:邏輯與效率至上

Z世代重視規則的合理性與結果的公平性,拒絕「因為傳統如此」或「權威說了算」的邏輯。他們傾向質疑低效流程,追求數據驅動的決策與透明制度。例如,協會訪談顯示,72%的Z世代員工表示,若任務缺乏明確意義,他們更可能選擇「安靜離職」。這種心態挑戰了亞洲職場常見的「長時間工作等於忠誠」的觀念。

2.  超個人:自我價值優先

相較於前幾代對集體歸屬的依賴,Z世代更強調「我是誰」重於「我們是誰」。他們追求與個人志趣一致的工作,並將心理健康視為底線。協會數據指出,65%的Z世代工作者在求職時優先考慮「工作與生活的平衡」及「心理支持資源」。這反映他們不願淪為「職場耗材」,而是希望成為「有名有姓」的個體。

3.  超自主:選擇與彈性為王


Z世代渴望掌控自己的時間與職涯路徑,對彈性工時、遠距工作與自由接案表現出極高接受度。他們不信任傳統的「穩定職涯」,更傾向透過多元選項(如斜槓或個人品牌)保障未來。協會報告顯示,58%的Z世代員工表示,他們視企業為「合作平台」而非終身依靠,這與亞洲職場的傳統「忠誠文化」形成強烈反差。

職場溝通挑戰:從衝突到共創

Z世代的心態為職場帶來新機遇,同時也引發跨世代溝通的挑戰。亞洲身心靈協會觀察到,許多管理者仍以「我熬過來,你也要熬」的思維應對Z世代,導致誤解與流失率上升。例如,Z世代對「加班文化」的抗拒常被誤解為缺乏責任感,但實際上,他們的責任感建立在公平規則與自由選擇,而非單向服從。

協會主席陳麗華博士表示:「Z世代並非不合群,而是更早意識到舊規則已過時。他們的數位化思維與對個人價值的追求,是職場進化的催化劑。企業若能調整溝通策略,將能釋放Z世代的即戰力。」

實務建議:打造Z世代友善的職場環境

為促進跨世代協作,亞洲身心靈協會提出以下三大溝通與管理策略,幫助企業與Z世代建立高效互信的關係:

1.  透明與邏輯化的任務分配
管理者應確保任務與規則背後有清晰邏輯,並提供數據化回饋。例如,採用敏捷管理工具(如Trello或Notion)分解任務,讓Z世代理解工作意義,降低「無效勞動」的反感。

2.  尊重個人價值與心理健康
企業應提供個人化支持,例如心理諮詢資源或價值觀匹配的工作分配。協會建議開展「同理心對話」培訓,教導管理者以傾聽取代指令,減少Z世代的疏離感。

3.  賦權與彈性工作模式
提供彈性工時或遠距工作選項,並鼓勵員工參與決策。例如,協會案例顯示,韓國某科技公司透過「自主專案提案制」,成功提升Z世代員工的參與度與留任率達30%。

未來展望:Z世代心態是職場共同語言

亞洲身心靈協會強調,Z世代的三大特質不僅屬於年輕人,更是未來職場的趨勢。隨著疫情、AI與全球化加劇不確定性,企業必須接受「不穩定即常態」的現實。Z世代的超合理思維推動效率提升,超個人特質促進人性化管理,超自主態度則鼓勵創新與靈活性。這些特質不僅適用於年輕世代,也應成為所有職場工作者與管理者的共同語言。

協會呼籲企業與個人反思:是否仍在用舊規則要求自己或他人?能否以透明、尊重與自主的原則重塑職場文化?正如陳麗華博士所言:「解鎖Z世代的潛力,就是解鎖未來職場的成功密碼。」

關於亞洲身心靈協會

亞洲身心靈協會(BMSAsia),致力於推廣身心靈健康與職場幸福感。透過研究、培訓與政策倡議,協會協助亞洲企業適應新世代需求,打造可持續發展的職場生態。欲了解更多,請造訪 www.bmsasia.org.


隨著Z世代(2000年後出生者)成為職場主力,亞洲企業正面臨前所未有的世代挑戰與機遇。亞洲身心靈協會(Asia Holistic Wellness Association, AHWA)今日發布最新洞察報告,深入分析Z世代的獨特心態,並提出促進跨世代職場溝通的創新策略。報告強調,Z世代的「超合理、超個人、超自主」三大特質不僅重塑職場生態,更為企業注入數位化與人性化的新動能。亞洲身心靈協會呼籲企業與管理者放下舊思維,透過理解Z世代的心態,打造尊重自主與心理健康的共創環境。



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最後更新: 2025-11-30
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資料原文: 亞洲新聞稿聯綱: https://www.pressasia/content/16/解鎖Z世代職場潛力:亞洲身心靈協會剖析心態與溝通新策略

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