醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的一大挑戰(zhàn)在于穿透不透明的皮膚及其它組織，以觀察生物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)及器官的運(yùn)作過(guò)程。因此，我們需要使用超聲波、磁共振或X光等技術(shù)。雖然有一些化學(xué)清除劑，如丙烯酰胺或四氫呋喃，可以使皮膚組織變得透明，但它們幾乎從不在活體中使用，因?yàn)樗鼈円淳哂懈叨榷拘?，要么?huì)溶解掉生命活動(dòng)所必需的一些分子。

　　不過(guò)，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們最近找到了一種能夠以可逆的方式使皮膚透明且不損害其結(jié)構(gòu)的化學(xué)試劑。這種試劑是“檸檬黃”，一種流行的黃橙色食品染料，它被用于為“多力多滋”上色。此研究結(jié)果于9月6日發(fā)布在《科學(xué)》雜志上。

　　玩弄光線

　　我們無(wú)法通過(guò)皮膚看到內(nèi)部，因?yàn)槠つw是一種復(fù)雜的組織，包含水基成分，如細(xì)胞內(nèi)部的水和其它液體，以及蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。折射率是一個(gè)指標(biāo)，顯示光在通過(guò)材料時(shí)（與通過(guò)真空相比）速度降低的程度。水基成分的折射率較低，而蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的折射率較高。因此，光在皮膚中傳播時(shí)，會(huì)不斷彎折，因?yàn)樗鼤?huì)無(wú)休止地穿越高折射率和低折射率材料之間的邊界。

　　這會(huì)導(dǎo)致光的散射，一旦光穿透皮膚，就再也無(wú)法返回到體外被看到。我們所看到的只是從皮膚表面反彈的光。使物體透明的關(guān)鍵在于使它們的折射率均勻，這樣光或至少光譜中的某些部分，就不會(huì)一直彎曲和被散射。這正是多力多滋染料的作用所在。

　　“這項(xiàng)研究中最令人驚訝的部分是，我們通常認(rèn)為染料分子會(huì)使物體變得不透明，”斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程助理教授、論文的資深作者洪國(guó)松（音譯）表示?！袄纾绻銓⑺{(lán)色墨水混入水中，添加的墨水越多，水中能通過(guò)的光就越少。然而，在我們的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)我們將檸檬黃溶解在像肌肉或皮膚這樣的不透明材料中時(shí)，這些材料通常會(huì)散射光，添加的檸檬黃越多，材料就變得越清晰。這與我們對(duì)染料的典型預(yù)期相悖。”

　　透明乳液

　　研究團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)單地將染料溶解在水溶液中，創(chuàng)造出一種透明誘導(dǎo)乳液。這是有效的，因?yàn)槿玖蠝p少了水和皮膚中脂質(zhì)之間的折射率差異。然后，團(tuán)隊(duì)開(kāi)始輕輕地將其按摩進(jìn)一小塊模擬組織光散射特性的聚合物凝膠中。接著，他們進(jìn)一步測(cè)試薄切的雞胸肉和活老鼠。

　　這種“透明乳液”在涂抹到老鼠皮膚上后，只需幾分鐘便能開(kāi)始發(fā)揮作用。當(dāng)它被按摩到剃光的頭皮上時(shí)，科學(xué)家們可以利用激光斑點(diǎn)對(duì)比成像技術(shù)觀察腦部血管，而這種技術(shù)在通常情況下需要移除頭皮才能使用。當(dāng)涂抹在老鼠的腹部時(shí)，所有內(nèi)臟，包括肝臟、膀胱和小腸，都能肉眼可見(jiàn)。要逆轉(zhuǎn)此效果并使皮膚再次變得不透明，只需用水將乳液沖洗掉即可。

　　然而，這里有一些問(wèn)題。其中之一是檸檬黃會(huì)吸收約257和428納米波長(zhǎng)的大部分光線，而這些波段使我們看到紫色和藍(lán)色的色調(diào)。另一方面，它對(duì)600納米以上波段的吸收極少，這意味著透明的皮膚會(huì)將一切染成紅色。第二個(gè)問(wèn)題是滲透深度。乳液僅在皮膚較薄的地方效果良好，無(wú)法深入較厚的皮膚。

　　最后，它的配方并不通用。它依賴于找到一種化學(xué)物質(zhì)，當(dāng)溶解在水中時(shí)能夠匹配脂質(zhì)的折射率，因此乳液的確切成分是通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)所確定的。如果老鼠之間的差異性很大，可能會(huì)使通用的解決方案變得很難。

　　刺青和針頭

　　“使用微針貼片施用器或皮下注射可以幫助將分子送入更厚的皮膚層，”洪解釋道。他建議，紅色染色問(wèn)題可能通過(guò)測(cè)試不同的染料來(lái)解決?！拔覀儗?shí)驗(yàn)室的研究目前專注于識(shí)別在近紫外區(qū)域具有尖銳吸收的分子，最小化可見(jiàn)光范圍的光譜尾巴，以確保組織透明而不帶紅色調(diào)，”洪說(shuō)。

　　“這項(xiàng)研究目前僅在動(dòng)物身上進(jìn)行。然而，如果同樣的技術(shù)能夠應(yīng)用于人類，則可能在生物學(xué)、診斷甚至化妝品方面提供多種好處，”洪建議。他所關(guān)注的好處包括在不依賴活檢的情況下評(píng)估深層腫瘤，通過(guò)對(duì)靜脈更容易的定位來(lái)減少血液檢測(cè)的難度，甚至通過(guò)讓皮膚下的顏料能夠被精確地定位而改善激光去除刺青的效果。

　　但也有一些壞消息。盡管這種染料被廣泛可用，但在家中復(fù)制洪的結(jié)果并自行制作透明乳液是不明智的?！拔覀儚?qiáng)烈不建議在人體皮膚上進(jìn)行嘗試，因?yàn)槿玖戏肿釉谌梭w中的毒理學(xué)，特別是當(dāng)局部應(yīng)用時(shí)，尚未得到全面的評(píng)估，”洪說(shuō)。

　　而且，最終這可能根本無(wú)法奏效。洪解釋道：“人類的皮膚明顯比老鼠的皮膚厚，角質(zhì)層作為表皮的最外層，形成了一個(gè)重要的屏障，阻礙分子有效地進(jìn)入真皮層。”