在非线性光学显微技术的帮助下，科学家们能够更好地观察和理解复杂的生物过程。然而，强光也可能对活体组织造成损伤，尤其是在细胞层面。尽管如此，强光引起细胞过程不可逆扰动的机制仍然知之甚少。
图1：物理概念示意图。
为了解决这一问题，研究团队以脊椎动物斑马鱼为研究对象，深入探讨了飞秒激光在深层组织中引发光损伤的细胞机制。研究表明，当以1030纳米波长的飞秒脉冲照射斑马鱼的中枢神经系统时，在达到低密度等离子体形成所需的极端峰值强度时，会发生损伤。这意味着在1030纳米波长下，只要峰值强度低于低等离子体密度阈值，便可以在不损伤组织的情况下延长成像驻留时间和增加光子通量。
这一发现对非线性无标记显微技术的发展具有重要意义，尤其是在高空间分辨率和阿秒级时间分辨率成像方面。飞秒场显微技术作为当前研究团队正在开发的一种创新显微技术，可以在无标记情况下捕捉高空间分辨率和阿秒级时间分辨率的图像。
此外，这些研究成果不仅强调了物理学和生物学领域合作的重要性，还为在活体内实现基于光的精确中枢神经系统操作应用铺平了道路。这一突破将为深层组织成像技术和创新显微技术的发展带来新的希望。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s42005-024-01653-2
