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研究人員發(fā)現(xiàn)，一種使多力多滋薯片呈現(xiàn)橙色的染料也能使小鼠組織變得透明。將這種染料應用于活小鼠的皮膚，科學家能夠透過組織觀察下面的結(jié)構(gòu)，包括血管和內(nèi)臟。
9月6日，相關成果發(fā)表于《科學》，這種方法可能為監(jiān)測醫(yī)學研究中使用的活體動物提供一種侵入性更小的方式。
一種能使小鼠組織變得透明的染料可能在醫(yī)學研究中有應用。圖片來源：dra_schwartz/Getty
“這是一個重大突破?！泵绹羧A德·休斯醫(yī)學研究所生物學家Philipp Keller說。
這項技術的工作原理是改變通常不透明的身體組織與光的相互作用。構(gòu)成如皮膚和肌肉等組織的液體、脂肪和蛋白質(zhì)具有不同的折射率：含水成分具有較低的折射率，而脂質(zhì)和蛋白質(zhì)具有較高的折射率。組織看起來不透明是因為這些折射率之間的對比導致光散射。研究人員推測，在這類組織中添加強烈吸收光的染料，可以縮小這些成分之間的折射率差距，使其變得透明。
“當一種材料在一種顏色上吸收了大量光時，它會在其他顏色上更多地彎曲光?！闭撐牡墓餐髡咧?、美國斯坦福大學材料科學家Guosong Hong說。該團隊利用理論物理學預測某些分子將如何改變小鼠組織與光的相互作用。雖然有幾個候選分子，但團隊專注于檸檬黃，或稱FD&C黃5號，這是許多加工食品中常用的一種染料。
“當它溶解在水中時，可使水像脂肪一樣彎曲光線?！盚ong說。當添加這種染料時，含有液體和脂質(zhì)的組織變得透明，因為液體的光折射與脂質(zhì)的光折射相匹配。
研究人員證明了檸檬黃能夠使生雞胸脯薄片上的組織變得透明。然后，他們將染料按摩到活小鼠皮膚的不同區(qū)域。將染料涂在頭皮上，研究小組能夠仔細觀察微小的血管；將其涂抹在腹部，可以清楚地看到小鼠的腸道隨著消化而收縮，并顯示出與呼吸相關的其他運動；將其用于小鼠的腿上，能夠分辨出皮膚下的肌肉纖維。
這種技術只能使組織透明到大約3毫米的深度，因此目前對于更厚的組織和較大的動物的實際應用有限。
但是因為檸檬黃是一種食用染料，所以在活體小鼠身上使用是安全的，而且這種方法是可逆的——當染料被洗掉時，皮膚就會恢復不透明。這比現(xiàn)有的使組織透明的方法具有巨大的優(yōu)勢，現(xiàn)有的方法通常不適合活體動物，并且通常涉及使用化學物質(zhì)改變某些組織成分的折射率，或者將組織成分全部去除。
Keller說，這種方法產(chǎn)生的透明度是可逆的，可以在活體動物身上使用，“這將使許多人想要使用它”。在其他應用中，這種方法可能對旨在了解神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)退行性疾病的小鼠模型有用。
相關論文信息：https://doi.org/10.1126/science.adm6869
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