癌症是现今世界上导致人类死亡的三大病症之一，每年都有成千上万的人死于癌症。全世界的科研工作者都想利用自己手上的高科技技术为攻克癌症做贡献。我们课题组利用先进光子技术在癌症诊断和治疗方面提出了一种新的思路和方法。该方法是基于双面金属包覆波导的超高灵敏度以及增强单细胞荧光的能力，在癌症治疗过程中实时检测癌细胞以及对癌症治疗过程中是否继续治疗起到关键指导对癌症的治疗康复具有很重要的意义。

染色体数目在正常的细胞中是稳定的数目存在的，但是在癌细胞中因为癌细胞的大量增殖以及增殖速度超过正常的细胞，因此导致在癌细胞的有丝分裂过程不能准确的分配到每个子细胞中，最终导致癌细胞的细胞核内的染色体数目出现或多或少的现象。

图1小鼠生殖细胞的检测

课题组利用这种现象，结合双面金属包覆波导具有单细胞检测的能力又具有增强荧光强度的功能，因此对染色体染色并单个通过检测荧光强度。当荧光强度大于正常荧光强度的上限，小于正常荧光值得下限时，认为该细胞很有可能是癌化的细胞。利用该想法我们通过小鼠的生殖细胞进行了验证，因为小鼠的精母细胞是双倍体，而精子是单倍体，通过重金属刺激之后小鼠产生的精子的染色体数目会发生改变，因此利用这些正常的精子和非正常的精子进行了验证实验。如图1所示。在利用小鼠的生殖细胞验证了我们的技术可行之后，我们对患有腺癌的小鼠化疗治疗癌症过程进行实时监控并且指导化疗药物使用的时间和周期，最后发现小鼠的癌肿因为我们的技术干预没有复发。如图2所示。

图2实时检测化疗过程。

课题组通过连续实验已经精心的设计，通过实验结果可以判断，利用我们的检测技术可以有效的控制癌症的复发，并且在治疗过程中实时检测癌症细胞，判断癌细胞是否完全清除，对癌症的治疗起到很有用的关键作用。

该成果发表在“Hailang Dai, Hongrui Shan, Zhangchi Sun, Daopeng Dai, Yuxi Shang, Zuangqi Cao, and Xianfeng Chen, Single cell detection by enhancement of fluorescence in waveguide for cancer diagnosis and therapy, Photonics Research, 9(12), 2381-2387 (2021)”。

原文链接： https://doi.org/10.1364/PRJ.435686