中國科學家最近報導開發出一種新技術,這種技術能使器官透明,同時保存其結構。據稱,這項技術未來可用於製作高精度且生動的影像,可能會改變對整體器官(如大腦或心臟)內部的觀察方式,無需進行解剖。生物組織通常會阻擋光線,這使得觀察變得困難,並且現有的螢光染料在高亮特定細胞或分子時常常不太理想。這項技術的挑戰在於,現有的“清除”方法雖然能使組織透明,但往往會影響其結構,造成拉伸、收縮或損壞的問題,而冷凍樣本則可能形成冰晶,破壞細微的細節。
針對這一挑戰,來自北京朝陽醫院、山西醫科大學第一醫院、北京清準醫療科技公司和復旦大學的研究團隊選擇使用離子液體來解決問題。這些溶劑在水的沸點(212°F/100°C)以下仍保持液態,因而特別適合用於處理組織。研究團隊在其發表的論文中指出,這種液體在各個波長下的透明度達到了最高,尤其是在較短波長下,與其他清除方法相比具有明顯優勢。
這些離子液體能夠進入器官,將其轉變為一種所謂的“離子玻璃狀態”。在這種狀態下,生物組織變得透明,同時保持其原始形狀和細微結構,因為它們不會擴張或收縮。此外,這些離子液體在冷卻時不會形成晶體,這使得處理過的組織能夠在冷藏中長時間保存。這一過程還能大幅增強螢光染料的亮度,使其發光強度提高 2 至 30 倍。這意味著即使是微弱的信號(如稀有蛋白質或細微的神經元連接)也能夠被觀察到,這項技術可能在三維影像應用方面帶來巨大影響,使研究人員能夠以更高的精確度映射整個器官的微觀結構。
從更廣泛的角度看,這是一個在精準醫療和診斷領域的進步,因為它使科學家和醫生能夠在超細微的層面上研究人類器官的結構。這項技術還可能幫助發現之前不可見的疾病標記,為未來的人工智慧驅動醫學影像和器官級疾病映射提供指導。研究團隊在社交媒體上表示,“這一創新的組織透明解決方案提供了對內部結構的‘X 射線視覺’,並配備了‘導航引擎’來管理樣本準備、螢光染料染色和三維重建。”未來,該團隊將繼續在這項技術上努力,這可能對精準醫療和智能診斷等領域產生積極影響。




