生物激光不再遥远细胞分分钟发射激光

2015-7-31 10:11| 发布者: update| 查看: 1388| 评论: 5

摘要: 传统的荧光探针中包含有荧光染料和蛋白质，具有较宽的发射光谱，大约在30纳米到100纳米之间。这限制了可同时使用的探针的数量，因为很难将这些荧光源从组织中天然存在的分子所发出的宽光谱背景光中区分开来。

美国哈佛医学院的研究团队向细胞中注入混合了荧光染料的油滴或脂肪液滴，然后利用短脉冲光激活荧光染料，借助油滴或脂肪液滴的光反射和增强作用，成功地将细胞变成了微型激光器。这项发表在《自然·光子学》杂志上的最新成果有助拓展光学手段在医疗诊断和治疗方面的应用。

新型“细胞激光器”系统是哈佛医学院光学物理学家尹世勋（音译）和马特亚希·胡玛尔合作设计的。此前，尹世勋曾经报告过一种产生激光的方法：通过基因工程技术，让细胞表达一种可发出荧光的水母蛋白质，然后将一个这样的单细胞置于两面镜子之间。而《自然》杂志网站报道称，他的最新研究又前进了一步，产生的细胞自带激光器。

传统的荧光探针中包含有荧光染料和蛋白质，具有较宽的发射光谱，大约在30纳米到100纳米之间。这限制了可同时使用的探针的数量，因为很难将这些荧光源从组织中天然存在的分子所发出的宽光谱背景光中区分开来。

研究人员用一根光纤激活猪皮肤细胞内的微型激光器

但这种新的微激光器可以改变这一点，布莱根妇女医院的生物工程师杰弗里·卡普说，因为它的发射光谱比较窄，在500纳米到800纳米范围内，用光来标记细胞就变得容易多了。他表示：“这项研究工作的最大意义之一就是，可以用一项技术同时追踪数千个细胞。”

尹世勋和胡玛尔称，他们甚至无需注入油滴或脂肪液滴，用不同直径的荧光聚苯乙烯珠就可以改变波长和标记单个细胞。从理论上讲，使用具有不同光谱特性的小珠和染料的不同组合，单独地标记人体内几乎所有细胞应该是可能做到的。尹世勋说：“改写我们对传统激光领域的认知，并在这个平台上探索新的认知，从而优化激光器性能，这将是件有趣的、让人非常兴奋的事。”他同时警告说，这项技术还没有准备好应用于治疗，但经过修饰的细胞最终可用于定位目标组织，例如癌性肿瘤，并仅在该部位激活预载的光敏感的药物。