在一个创新的研究项目中，科学家们成功地使用水和一种著名的黄色食品染料——塔尔塔拉辛的组合，使活老鼠的头骨和腹部的皮肤变得透明。
在一个创新的研究项目中，科学家们成功地使用水和一种著名的黄色食品染料——塔尔塔拉辛的组合，使活老鼠的头骨和腹部的皮肤变得透明。
德克萨斯大学达拉斯分校的物理学助理教授欧子豪博士是这一研究的主要作者，研究结果已于9月6日在《科学》杂志上发表。
皮肤在其自然状态下像光的屏障，类似于雾霾模糊视线，这就是为什么它通常不透明的原因。
欧博士解释道：“通过将吸收大部分光，尤其是蓝光和紫外线波长的黄色染料与散射光的皮肤结合在一起，我们能够创造透明性。这些物质单独存在时都会阻挡光线，但结合在一起时，则允许我们照亮老鼠的皮肤。”他在加入德克萨斯大学达拉斯分校的教职前，在斯坦福大学担任博士后研究员时进行了这项研究。
欧博士提到：“对于那些熟悉基础物理的人来说，这听起来是合乎直觉的；对于其他人来说，这可能看起来像是魔法。”
这种“魔法”之所以出现，是因为将吸光分子溶解在水中会调整溶液的折射率——这表明一个物质如何弯曲光线——使其与脂肪等身体组织的折射率一致。实质上，染料分子减少了光的散射，类似于消除雾霾。
在实验期间，团队将水和染料的混合物涂在老鼠的头骨和腹部的皮肤上，一旦染料渗透皮肤，就实现了透明。这一过程可以简单地通过洗掉染料进行逆转，因为吸收的染料会自然代谢并通过尿液排出。
欧博士说：“透明性的发展只需几分钟。这类似于面霜的作用：持续时间取决于分子被皮肤吸收的速度。”
通过现在透明的头骨皮肤，研究人员能够直接看到脑表面的血管，而在腹部内，他们观察到了内部器官以及推动食物通过消化系统的收缩。
透明的皮肤呈现出橙黄色，这归因于一种名为FD&C Yellow #5的染料，通常存在于黄色或橙色的零食、糖果和各种食品中。美国食品药品监督管理局已批准包括塔尔塔拉辛在内的九种食品添加剂。
欧博士指出：“染料的生物相容性至关重要，这意味着它对生物体是安全的。此外，它非常经济实惠；我们不需要大量的染料就能有效。”
目前，研究人员尚未在皮肤厚度显著超过老鼠的的人的身上测试这项技术——约厚十倍。欧博士警告说，目前尚不清楚需要什么剂量或方法才能有效穿透人类皮肤。
欧博士表示：“在医学上，我们通常依赖超声波对活体进行更深层次的成像。许多诊断技术成本高昂，无法为大众所用，但根植于我们发现的方法可能会更具可接受性。”
根据欧博士的说法，这项技术的一个初步应用可能是增强现有的光学成像研究方法。
他提到：“我们的团队主要是学术性的，所以我们立即考虑了这些结果如何能惠及生物医学研究。光学仪器如显微镜通常不用于活人的或动物的身上，因为光线无法穿透活组织。然而，现在我们能够使组织透明，这将使我们能够探讨复杂的生物动态，从而有效转变光学生物学研究。”
在他新建立的德克萨斯大学达拉斯分校动态生物成像实验室中，欧博士的目标是进一步推动他与斯坦福大学材料科学与工程助理教授郭松宏博士合作进行的研究，后者也是这项研究的共同作者。欧博士指出，未来的研究步骤将涉及确定对人类组织最有效的染料剂量。此外，团队还在探索可能超过塔尔塔拉辛的多种其他分子，包括工程材料。
斯坦福大学的马克·布朗杰斯马博士是这项研究的共同通讯作者之一，与其他作者一起获得了来自国家卫生研究院、国家科学基金会和空军科学研究办公室等多个联邦拨款的资助。欧博士作为由斯坦福吴蔡神经科学研究所资助的跨学科博士后学者参与其中。团队已为这项技术申请了专利。
