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2024 年 9 月 5 日在线发表的《科学》杂志的研究，皮肤通常会散射光（图1），当皮肤吸收食品、药物和化妆品染料柠檬黄 (Tartrazine 常见的食用色素黄色 5 号），它会减少散射并允许光更深地穿透，使组织变得透明。
研究人员将染料柠檬黄溶液涂抹在活体小鼠身上，使其组织变得透明——形成一个临时窗口（图2），可以看到它们体内的器官、肌肉和血管。该过程是一种被称为“光学组织透明化”的新技术。
大多数哺乳动物组织都一样，皮肤非常不透明，因为它由水和密集的脂质、蛋白质和其他必需分子混合而成，会将光散射到各个方向。“这个概念类似于冒泡的水，”作者解释说。“当你有水和空气时，它们都是透明的。但是，如果将它们混合在一起，就会形成不再透明的微泡”。正如湍急的河流或汹涌的海浪。清晰度的变化是因为水和空气分子具有不同的折射率——即穿过物体或物质时弯曲的光量。（图3，由琼脂糖水凝胶组成的散射幻影的照片，其中含有不断增加的酒石黄浓度）
啮齿动物和人类皮肤中的脂肪和蛋白质通常具有比水更高的折射率，这会产生无法看透的结果。在这项新研究中，研究人员使皮肤层内各种折射率更相似的吸光分子——从本质上减少散射的光量。该团队研究了 21 种不同的合成染料，最后找到了吸水性极佳的柠檬黄，柠檬黄使它遇到的分子的折射率更加均匀，并允许红光和黄光通过，类似于底层组织的颜色。同时，染料吸收近紫外和蓝光光谱中的大部分光，并减少这些类型光的散射。吸收率越高，分子的效率就越高。
研究人员生鸡胸肉切片上测试了不同浓度的染料，图4动画静止画面显示了鸡胸组织在浸泡在 0.6 摩尔柠檬黄溶液后从不透明转变为透明的动态过程。
将柠檬黄涂抹在动物的胃上，可以看到消化道的运作，将柠檬黄涂抹在动物一条腿上，可以看到暴露的肌肉。利用高分辨率激光成像，科学家们还看到了胃系统神经的细节、肌肉中称为肌节的小单位，当染料涂在老鼠的头皮上时，甚至可以看到大脑血管的结构。如果不洗掉柠檬黄，这种效果会持续大约 10 到 20 分钟，然后皮肤会恢复到原来的状态。
虽然它还远未进入人体试验阶段，人类皮肤比小鼠厚 10 倍左右，这意味着扩散所需的时间可能更长——小鼠的几分钟对人类来说可能要几百分钟。但这一概念有朝一日可能会有有用的医疗应用。它可能有助于皮肤癌的早期发现，并使基于激光的纹身去除更加简单。它还可以使静脉更明显，以便通过针头抽血或注射液体——尤其是对于静脉难以定位的老年患者。在某些情况下，这种策略可能比使用磁共振成像 (MRI) 和超声波等成像技术更有吸引力。
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