研究人員用一根光纖激活豬皮膚細(xì)胞內(nèi)的微型激光器。
美國哈佛醫(yī)學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)向細(xì)胞中注入混合了熒光染料的油滴或脂肪液滴，然后利用短脈沖光激活熒光染料，借助油滴或脂肪液滴的光反射和增強(qiáng)作用，成功地將細(xì)胞變成了微型激光器。這項(xiàng)發(fā)表在《自然·光子學(xué)》雜志上的最新成果有助拓展光學(xué)手段在醫(yī)療診斷和治療方面的應(yīng)用。
新型“細(xì)胞激光器”系統(tǒng)是哈佛醫(yī)學(xué)院光學(xué)物理學(xué)家尹世勛（音譯）和馬特亞希·胡瑪爾合作設(shè)計(jì)的。此前，尹世勛曾經(jīng)報(bào)告過一種產(chǎn)生激光的方法：通過基因工程技術(shù)，讓細(xì)胞表達(dá)一種可發(fā)出熒光的水母蛋白質(zhì)，然后將一個(gè)這樣的單細(xì)胞置于兩面鏡子之間。而《自然》雜志網(wǎng)站報(bào)道稱，他的最新研究又前進(jìn)了一步，產(chǎn)生的細(xì)胞自帶激光器。
傳統(tǒng)的熒光探針中包含有熒光染料和蛋白質(zhì)，具有較寬的發(fā)射光譜，大約在30納米到100納米之間。這限制了可同時(shí)使用的探針的數(shù)量，因?yàn)楹茈y將這些熒光源從組織中天然存在的分子所發(fā)出的寬光譜背景光中區(qū)分開來。
但這種新的微激光器可以改變這一點(diǎn)，布萊根婦女醫(yī)院的生物工程師杰弗里·卡普說，因?yàn)樗陌l(fā)射光譜比較窄，在500納米到800納米范圍內(nèi)，用光來標(biāo)記細(xì)胞就變得容易多了。他表示：“這項(xiàng)研究工作的最大意義之一就是，可以用一項(xiàng)技術(shù)同時(shí)追蹤數(shù)千個(gè)細(xì)胞。”
尹世勛和胡瑪爾稱，他們甚至無需注入油滴或脂肪液滴，用不同直徑的熒光聚苯乙烯珠就可以改變波長和標(biāo)記單個(gè)細(xì)胞。從理論上講，使用具有不同光譜特性的小珠和染料的不同組合，單獨(dú)地標(biāo)記人體內(nèi)幾乎所有細(xì)胞應(yīng)該是可能做到的。
尹世勛說：“改寫我們對(duì)傳統(tǒng)激光領(lǐng)域的認(rèn)知，并在這個(gè)平臺(tái)上探索新的認(rèn)知，從而優(yōu)化激光器性能，這將是件有趣的、讓人非常興奮的事。”
他同時(shí)警告說，這項(xiàng)技術(shù)還沒有準(zhǔn)備好應(yīng)用于治療，但經(jīng)過修飾的細(xì)胞最終可用于定位目標(biāo)組織，例如癌性腫瘤，并僅在該部位激活預(yù)載的光敏感的藥物。
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