科大的香港分中心主力研究AIE發光物料,與華南理工大學「國家人體組織功能重建工程技術研究中心」是合作夥伴。分中心主任唐本忠解釋指,發光材料與人體組織功能重建其實大有關連,例如人體肝臟組織出現問題要換肝,可利用AIE的「熒光生物探針」監察發炎及排斥等問題,亦可對患病的細胞組織以至藥物起追蹤作用,有助了解病況及療效。
AIE分子在聚集狀態下便會發光,而由於其疏水特性,當溶液中水的含量愈高,其光度便愈強,能應用在多種不同範疇,唐本忠形容其用途「多得講兩天都講不完」。
因應與華南理工的合作,分中心會較集中探討AIE於生物醫學探測的應用研究方向,其中一個主要概念,就是透過AIE發光以顯現身體內的生物化學變化,令原本不易察覺的毛病能一目了然。
唐本忠舉例說,如肝臟出現問題,目前醫學上會為病人進行換肝手術,然而手術後有機會發炎及出現排斥現象,「最初的小範圍發炎非常輕微,病人未必能即時察覺,待有痛楚時病情已經很嚴重,」如應用AIE便可有效發揮監察作用,一旦發炎即會發光,內窺鏡一看就能發現問題。
AIE的應用亦有助人們得知不同治療方法成效,「例如是納米粒子大小的藥,它們很小可以經血液循環發揮效用,但這樣問題就出來了,我們既不知道那些藥走到身體哪裡去,亦不知道它如何起作用,」引入AIE一方面追蹤藥物分子輸送,此外當藥物在身體起作用而消散時,光亦會慢慢消失,有助了解藥物在何時何處產生作用,及其藥效多寡。
讓癌細胞發光 提高手術效果
除了用於監察,AIE對輔助治療也有很大作用,唐本忠說,「目前治療癌症可以透過切除或化療,腫瘤中間部分容易切掉,但周邊範圍則很複雜,切多了可能傷害正常細胞,切少了卻可能殘留癌細胞,留下復發風險。」應用AIE可單獨讓癌細胞發光,協助外科醫生有效掌握腫瘤大小跟位置,大大提高手術效果。
AIE亦能用於細菌顯影,其檢測速度更是一大優勢,「細菌無處不在,但是難以用肉眼看見,AIE可讓它們發光清晰可見,更重要是整個過程瞬間完成,這對於譬如是新鮮水果等有時限性食品進出口檢查尤其有用。」
其中部分探針甚至能在光照射下殺死細菌,說明AIE有潛力應用在光能療法、食品、藥品質素監控等。
AIE製OLED 更鮮豔更光
唐本忠又提到,生物醫療範疇以外AIE也能作出相應調整及設定指定發光條件,衍生出廣泛用途,「從犯罪現場搜集指紋,或是爆炸品檢測,AIE發光材料都能發揮更快速更靈敏作用,軍隊或執法機構都對這類應用很感興趣。」而至於其他發光器件包括電子屏幕的有機發光二極體(OLED)等,AIE也能夠成為其原材料,他指以AIE造出來的OLED,色彩更鮮豔,光度更強。 ■記者 姜嘉軒