研究人员发现常见食用色素可使皮肤和肌肉暂时透明

科研人员发现，一种普通的食用色素竟能使皮肤、肌肉和结缔组织暂时变得透明，从而得以窥探活体动物的大脑和身体内部。

将这种色素涂抹在小鼠腹部，能清晰看到其肝脏、肠道和膀胱透过腹部皮肤显现出来。同样，在啮齿动物的头皮上涂抹这种色素，科学家们就能观察到动物大脑中的血管。

斯坦福大学的研究人员表示，经处理的皮肤在清洗掉色素后会恢复正常颜色。他们认为，这一技术在人体应用上潜力巨大，从定位伤口、寻找静脉以抽血，到监测消化系统疾病和发现肿瘤，用途广泛。

该项目的高级研究员洪国松博士指出："医生可能无需依赖侵入性活检，仅通过简单检查人体组织就能诊断深部肿瘤，避免了侵入性手术切除的需要。这项技术还有望让抽血过程不那么痛苦，因为它能帮助抽血技术人员轻松找到皮下静脉。"

这一技巧令人联想起H·G·威尔斯1897年小说《隐形人》中的格里芬采用的方法。在小说中，这位才华横溢但命运多舛的科学家发现，实现隐形的秘诀在于使物体的折射率（即光线弯曲能力）与周围空气的折射率相匹配。

当光线穿透生物组织时，大部分光线会发生散射，这是因为组织内部结构，如脂肪膜和细胞核，具有不同的折射率。光线从一种折射率移动到另一种折射率时会发生弯曲，使组织变得不透明。这与将铅笔放入水杯中看起来弯曲的现象原理相同。

斯坦福大学的欧子豪博士和他的同事们提出了一个反直觉的理论：某些特定染料可以使特定波长的光更容易穿过皮肤和其他组织。强吸收染料能改变吸收它们的组织的折射率，使科学家能够匹配不同组织的折射率，从而抑制散射。

在《科学》杂志发表的一系列实验中，研究人员展示了如何将新鲜鸡胸肉浸入柠檬黄溶液（一种用于美国多力多滋、阳光D饮料等产品的黄色食用染料）后，几分钟内便对红光变得透明。染料减少了组织内部的光散射，使光线能够更深入地穿透。

随后，研究团队将黄色染料涂抹在小鼠的腹部，使其腹部皮肤变得透明，显露出啮齿动物的肠道和器官。在另一项实验中，他们将染料涂抹在小鼠剃光的头部，并通过激光散斑对比成像技术观察到了动物大脑中的血管。

洪博士表示："这项研究最令人惊讶的部分是，我们通常认为染料分子会使物体变得不透明。例如，如果你将蓝色钢笔墨水混入水中，加入的墨水越多，穿过水的光线就越少。但在我们的实验中，当我们将柠檬黄溶解在肌肉或皮肤等通常会散射光线的不透明材料中时，加入的柠檬黄越多，材料就变得越清晰。不过这只发生在光谱的红色部分。这与我们通常对染料的预期相反。"

研究人员将这一过程描述为"可逆和可重复的"，一旦染料被洗掉，皮肤就会恢复自然颜色。目前，透明度仅限于染料渗透的深度，但洪博士表示，微针贴片或注射可以将染料输送得更深。

这项技术尚未在人体上进行测试，研究人员还需要证明其使用安全性，特别是如果染料被注射到皮下。

这一突破也将使其他研究受益。许多科学家研究天然透明的动物，如斑马鱼，以观察器官和疾病特征（如癌症）在活体生物中的发展过程。有了透明染料，更广泛的动物种类就可以用这种方式进行研究。

在一篇附带文章中，伦敦帝国理工学院的克里斯托弗·罗兰兹和乔恩·戈雷基表示，这一技术将引起"广泛关注"。当与现代成像技术结合时，科学家们可能能够对整个小鼠大脑进行成像，或发现厚达厘米级组织下的肿瘤。