一种常见于食品和化妆品中的染料可以可逆地使活老鼠的表面组织变得透明。这项研究人员称之为“反直觉”的新技术不需要专门的设备，可以直接看到肌肉纤维、血管和器官等解剖特征。

日本理化学生物系统动力学研究中心的合成生物学家Hiroki Ueda没有参与这项研究，他解释说:“在生命中制造透明老鼠是我们这个领域的梦想之一。”

身体组织是不透明的，部分原因是不同成分的折射率不同。富含水分的成分，如细胞质，具有较低的折射率，而蛋白质或脂质成分具有较高的折射率，这些不匹配导致光散射而不是穿透组织。

局部应用酒黄石足以使老鼠的皮肤透明到足以看到下面的肌肉组织和血管(下图)。测试还表明，它可以使鸡胸肉透明(上图)

现有的消除折射率差异的方法可以创造透明组织。然而，它们会杀死生物，因为它们使用有毒的光学清洗剂(oca)，如四氢呋喃或丙烯酰胺，并且需要去除脂质或水等分子。

为了研究利用强吸收光的分子在组织中实现光学透明度的可能性，美国斯坦福大学的研究人员模拟了酒黄石和其他具有有前途的光学性质的类似分子。他们发现，水溶性染料理论上可以降低水和脂质之间的折射率对比，减少光散射，使组织透明。

酒黄石是一种水溶性的黄色偶氮染料，已广泛应用于食品、药品和化妆品中。研究小组将酒黄石溶解在一种不透明的二氧化硅胶体悬浮液中，对其进行了测试。在0.6M时，染料使溶液在可见光谱的红色区域完全透明，这需要更高浓度的其他oca，如甘油。研究人员通过在肌肉组织模型和鸡胸肉薄片上测试染料进一步验证了这项技术。

受此结果的鼓舞，研究人员继续将酒黄石局部涂抹在麻醉的活老鼠的头皮上。使用激光散斑对比成像技术，他们能够看到老鼠头部的脑血管，而不像通常需要去除头皮。

由于酒黄石已经被认为对人类使用是安全的，这种染料可能很快就会提供一种新的、非侵入性的方法来诊断身体深处的疾病

同样地，将酒黄石涂抹在老鼠的腹部皮肤上，使其在可见光谱的红色区域变得透明，这意味着可以看到老鼠的内部器官。将染料局部涂在老鼠后肢上，研究人员可以识别肌节的周期性结构，肌纤维的收缩单位。通过将局部酒黄石与荧光显微镜成像相结合，研究人员对小鼠进行了改造，使其胆碱能神经元中表达一种鲜红色荧光蛋白，从而能够可视化小肠中部的运动。在所有情况下，只要用水冲洗皮肤，就可以逆转透明度。

测试表明，与其他oca相比，酒黄石在组织中的扩散速度要快得多，从而更快地产生透明度。由于所需的酒黄石浓度低得多，因此也不会出现常规oca中因脱水而导致的组织萎缩和翘曲。

上田说，这种方法在动物体内成像的应用是大量和直接的。然而，他认为，至少目前，这种应用可能“仅限于动物研究”。

“目前，这项研究只在动物身上进行过，”斯坦福大学材料科学与工程研究员、论文作者之一洪国松解释说。“然而，如果同样的技术可以应用于人类，它可能会在生物学、诊断甚至化妆品方面带来各种好处。”这项技术可以用非侵入性的方法来诊断身体深处的疾病，而不是侵入性的手术。该团队目前正在人体皮肤上测试这种方法的安全性和生物相容性。

虽然研究人员的模型预测了识别其他具有长吸收波长和尖锐吸收峰的分子的可能性，这些分子可能会成为更有效的oca，但Ueda认为“使用已经被批准在人类研究中长期安全且剂量更高的化学物质或染料”是“一个很好的方法”，因为它可能有助于加速在人类中的使用。

Ada一直是Digital公司 自2023年2月起担任化学世界的内容助理。自2016年以来，Ada一直是一名科学作家，她曾与麦吉尔科学与社会办公室、怀疑论询问者、SciMoms、Atlas Obscura和现在的化学世界合作。查看完整档案

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