蝴蝶和癌症是兩個完全不相關的東西，一個小小的靈感，卻將它們緊密連結在一起。
美國加州大學聖地牙哥分校利用蝴蝶翅膀上的奈米結構，開發了一種簡單且廉價的方法，可以檢測出癌症到底是處於早期，還是晚期。研究論文2025年2月15日刊登在「Advanced Materials（先進材料）」期刊，引起迴響。
這篇論文通訊作者、加州大學聖地牙哥分校Jacobs工程學院機械與航空工程學系助理教授Lisa V. Poulikakos表示，人體內纖維組織聚積形成的纖維化，一直是許多疾病的主要特徵，包括癌症、心臟病以及神經退化性疾病等。以癌症為例，評估活體檢驗樣本的纖維化程度，有助於確定患者處於哪一期。
然而，她認為最大的挑戰，在於就算採用目前臨床使用的各種方法，也不容易區分患者癌症到底是哪一期，而且那些依靠染色組織來凸顯腫瘤活檢樣本關鍵結構的方法，可能流於主觀，也就是某位病理科醫師認為如此，另一位病理科醫師卻有不同解讀。
傳統影像技術設備太昂貴
另外，雖然現在有更多更先進的影像技術，可以提供更豐富而翔實的細節，但那些儀器設備都非常昂貴，大多數小型醫院和診所根本買不起，更別說第三世界國家的醫療院所。如今，她們開發出來的這套技術，醫療院所現有的標準光學顯微鏡就可以輕鬆勝任，檢驗結果比目前的方法更客觀，也更容易量化。
這個關鍵，就在一種名為大藍閃蝶（ Morpho menelaus ）的蝴蝶，靈感來自Lisa V. Poulikakos實驗室的研究生、同時也是這篇論文第一作者Paula Kirya，她曾研究過大藍閃蝶的翅膀及其光學特性，當她知道實驗室正建立奈米結構對生物組織進行影像分析的技術時，就強烈地認為大藍閃蝶翅膀可派上用場。
Paula Kirya說，她一直想像蝴蝶翅膀的特性，並研究它們對不同環境的反應。既然大藍閃蝶與生俱來就有這種特性，「為什麼不利用它呢」？
大藍閃蝶翅膀上找到契機
她們發現，大藍閃蝶翅膀微細的奈米結構對偏振光（polarized light）反應強烈。偏振光是一種沿著特定方向傳導的光，而纖維化組織中關鍵結構成分的膠原纖維，也會和偏振光相互作用。她們把腫瘤活檢樣本放在一小塊大藍閃蝶的翅膀上面，接著透過光學顯微鏡觀察，再放大所蒐集到的訊號，就能更容易分析膠原纖維的密度和排列方式。
接下來她們開發出一種以瓊斯微積分為基礎、可分析偏振光的數學模型，把得到的訊號，轉化為可以衡量活檢樣本膠原纖維密度和組織程度的指標，進而判別癌症期別。經過比對，她們的結果和傳統染色方法以及先進高成本影像技術差不多，但成本更低，且更容易在醫療院所操作。
Paula Kirya認為，世界很多地方資源有限，對早期癌症篩檢是挑戰，這項技術基本上只需要標準的光學顯微鏡，以及一小片大藍閃蝶翅膀，相對簡單可行。Lisa V. Poulikakos也對大自然透過大藍閃蝶翅膀及其天然微細奈米結構，啟發她們設計如此完美的解決方案，感到驚訝，「這是大自然賜給我們的禮物」。期待未來造福更多人。
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