惊！常见食用染料竟让皮肤在医学成像中消失

研究人员正在通过让覆盖的皮肤组织“隐形”来改变我们对内脏器官的呈现方式。

借助一种常见的食用染料（经过些许改动），专家们研发出了一种新方法，能让皮肤对可见光变得透明，从而观察器官。

这个涉及局部使用食品安全染料的过程在动物受试者身上做了测试，并且在众多的医疗应用中展现出良好前景。

“展望未来，这种技术能够让抽血时的静脉更清晰可见，简化基于激光的纹身去除操作，或者协助早期癌症的检测与治疗，”斯坦福大学的首席研究员之一郭松宏博士说道。

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为了开发这种技术，研究人员探究了光怎样与含有染料的生物组织相互作用。

他们预测了怎样去操控决定光弯曲和散射的折射率，从而让组织变得透明。

这项研究基于光学领域的基本见解，其中包括克拉默斯 - 克朗尼格关系和洛伦兹振荡——这些概念在 20 世纪 70 年代和 80 年代的教科书中均有记录。

研究生研究员尼克·罗梅尔芬格是最早将这些光学理论及其在可见光中的应用相联系的人之一，他在国家科学基金会研究生研究奖学金的支持下工作。

罗梅尔芬格的工作对确定柠檬黄（FD＆C 黄 5 号）为该过程的关键染料起到了重要作用。

“我们意识到，能让材料对微波透明的相同修改可以针对可见光谱做出调整，且在医学中具有潜在应用。”罗梅尔芬格说道。

在实验室测试里，研究人员把临时的柠檬黄溶液用到小鼠身上，让皮肤变得透明，还揭示出了大脑中的血管错综复杂的网络以及腹部的内部活动。

一旦进行冲洗，透明效果就消失了，没有长期的不良后果。该团队猜测，注射染料或许能在生物体内提供更深入的可见程度。

欧子豪作为该研究的主要作者，主导了研究的实验阶段。“我们订购了一系列强力染料，并且仔细评估了每种染料的光学特性，”欧说道。

在评估过程中，一个关键工具是椭圆偏振仪，这是一种通常用于半导体制造的设备，然而在预测染料的光学特性方面却至关重要。

国家科学基金会的项目官员理查德·纳什强调了可使用的先进研究设施的重要性。

“虽然像椭圆偏振仪这样的基本工具很少成为头条新闻，但是在像这样用于非典型用途时，它发挥着关键作用，”纳什说。

洪博士着重强调了资金在项目成功中所发挥的作用，尤其是在疫情期间。

在最具挑战的时期，国家科学基金会的支持对我们能够继续工作发挥了关键作用，”洪博士说。“国家科学基金会资助所提供的灵活性和鼓励，让我们得以在该领域探索全新的、未曾涉足的领域。”

作为一名光学研究人员，国家科学基金会项目官员亚当·沃克斯对研究团队在基础物理学方面的新颖应用感到惊讶。

“这个团队以一种令人兴奋的全新方式运用了克拉默斯-克朗尼格关系，展示了一种强吸收染料是如何让皮肤变得透明的，”沃克斯说。

皮肤透明度的这一突破可能会给生物学和医学领域带来应用，比如从更高效的诊断成像到改进的癌症治疗。

随着洪博士的实验室持续探索这个令人兴奋的新领域，医学成像的未来看上去一片光明。

然而，需要注意的是，这种利用染料实现组织透明成像的技术尚未在人类身上进行测试。

在医疗应用中使用染料必须始终遵循严格的安全准则，并且在没有适当医疗监督的情况下，绝对不能（对人或动物）使用或让人或动物摄入。

该研究发表在《科学》杂志上。