雷傑納隆科學獎2023學者榜／彭英發研發紅外激光 阻斷細胞感染

由 SARS-CoV-2傳播引起的新冠病毒（COVID-19）大流行，嚴重傷害人類健康並造成致命後果，同時也激發了少年學子研發治療方法阻斷病毒傳播。亞凱迪亞高中（Arcadia HS）彭英發（Ian Peng）研發紅外激光照射阻斷細胞感染，榮膺年度雷傑納隆科學獎學者(STS Scholar) 。

彭英發的研究項目題目「在近紅外激光（鐳射）照射下通過ACE2功能化光熱吸收劑使SARS-CoV-2替代物失活」（Deactivation of SARS-CoV-2 Surrogates via ACE2-Functionalized Photothermal Absorbents Under Near-Infrared Laser Exposure），他介紹，儘管已經開發出疫苗和單克隆抗體療法，但快速進化的SARS-CoV-2變體會危及現有療法的效果，並繼續對全球健康構成嚴重威脅。由於血管緊張素轉換酶2 (ACE2) 是SARS-CoV-2刺突蛋白的已確認受體，因此可以將其設計用於抗病毒治療。在這項研究中，光熱吸收劑 (PTA)，特別是金納米棒和吲哚菁綠顆粒，被 ACE2功能化後，不僅可以阻斷細胞感染，還可以通過近紅外激光照射細胞產生的熱量，作為消滅傳染性病毒體的媒介。

使用含有SARS-CoV-2刺突蛋白基因的質粒（一種環狀DNA分子），可以產生模擬冠狀病毒的假型病毒顆粒來感染易感細胞。這項研究結果表明，經ACE2功能化的PTA能夠有效減少病毒對細胞的感染。最重要的是，在808-nm NIR激光照射下，經ACE2功能化的PTA產生的局部熱療，僅五分鐘即可導致病毒分解。總而言之，PTA具有病毒誘餌和破壞性的雙重功能，在治療新冠等快速變異的病毒物種方面，可能具有特別的優勢。

儘管全球大流行病對各行各業造成重大障礙，但也激發彭英發研究治療項目的想法。最初，他對研究人員如何開發對抗致命冠狀病毒的新方法很感興趣，閱讀PubMed和Nature等網站發表有關該主題的文章。後來，作為研究實習生產生了親自嘗試對抗新冠的動力。出乎意料的是，這段不尋常的旅程讓他取得出色成果，並且膺選為雷傑納隆學者。

彭英發非常感謝導師、家人和朋友，在整個過程中對他的所有指導和支持，同時也非常榮幸能成為很有潛力的高中學者之一。目前他已經申請了幾所常春藤盟校以及加州大學 (UC)，計劃在大學主修生物醫學工程，希望將來攻讀醫學博士學位和從事研究型職業。