研究人員發現常見食用色素可使皮膚和肌肉暫時透明

科研人員發現，一種普通的食用色素竟能使皮膚、肌肉和結締組織暫時變得透明，從而得以窺探活體動物的大腦和身體內部。

將這種色素塗抹在小鼠腹部，能清晰看到其肝臟、腸道和膀胱透過腹部皮膚顯現出來。同樣，在齧齒動物的頭皮上塗抹這種色素，科學家們就能觀察到動物大腦中的血管。

斯坦福大學的研究人員表示，經處理的皮膚在清洗掉色素後會恢復正常顏色。他們認爲，這一技術在人體應用上潛力巨大，從定位傷口、尋找靜脈以抽血，到監測消化系統疾病和發現腫瘤，用途廣泛。

該項目的高級研究員洪國松博士指出："醫生可能無需依賴侵入性活檢，僅通過簡單檢查人體組織就能診斷深部腫瘤，避免了侵入性手術切除的需要。這項技術還有望讓抽血過程不那麼痛苦，因爲它能幫助抽血技術人員輕鬆找到皮下靜脈。"

這一技巧令人聯想起H·G·威爾斯1897年小說《隱形人》中的格里芬採用的方法。在小說中，這位才華橫溢但命運多舛的科學家發現，實現隱形的祕訣在於使物體的折射率（即光線彎曲能力）與周圍空氣的折射率相匹配。

當光線穿透生物組織時，大部分光線會發生散射，這是因爲組織內部結構，如脂肪膜和細胞核，具有不同的折射率。光線從一種折射率移動到另一種折射率時會發生彎曲，使組織變得不透明。這與將鉛筆放入水杯中看起來彎曲的現象原理相同。

斯坦福大學的歐子豪博士和他的同事們提出了一個反直覺的理論：某些特定染料可以使特定波長的光更容易穿過皮膚和其他組織。強吸收染料能改變吸收它們的組織的折射率，使科學家能夠匹配不同組織的折射率，從而抑制散射。

在《科學》雜誌發表的一系列實驗中，研究人員展示瞭如何將新鮮雞胸肉浸入檸檬黃溶液（一種用於美國多力多滋、陽光D飲料等產品的黃色食用染料）後，幾分鐘內便對紅光變得透明。染料減少了組織內部的光散射，使光線能夠更深入地穿透。

隨後，研究團隊將黃色染料塗抹在小鼠的腹部，使其腹部皮膚變得透明，顯露出齧齒動物的腸道和器官。在另一項實驗中，他們將染料塗抹在小鼠剃光的頭部，並通過激光散斑對比成像技術觀察到了動物大腦中的血管。

洪博士表示："這項研究最令人驚訝的部分是，我們通常認爲染料分子會使物體變得不透明。例如，如果你將藍色鋼筆墨水混入水中，加入的墨水越多，穿過水的光線就越少。但在我們的實驗中，當我們將檸檬黃溶解在肌肉或皮膚等通常會散射光線的不透明材料中時，加入的檸檬黃越多，材料就變得越清晰。不過這隻發生在光譜的紅色部分。這與我們通常對染料的預期相反。"

研究人員將這一過程描述爲"可逆和可重複的"，一旦染料被洗掉，皮膚就會恢復自然顏色。目前，透明度僅限於染料滲透的深度，但洪博士表示，微針貼片或注射可以將染料輸送得更深。

這項技術尚未在人體上進行測試，研究人員還需要證明其使用安全性，特別是如果染料被注射到皮下。

這一突破也將使其他研究受益。許多科學家研究天然透明的動物，如斑馬魚，以觀察器官和疾病特徵（如癌症）在活體生物中的發展過程。有了透明染料，更廣泛的動物種類就可以用這種方式進行研究。

在一篇附帶文章中，倫敦帝國理工學院的克里斯托弗·羅蘭茲和喬恩·戈雷基表示，這一技術將引起"廣泛關注"。當與現代成像技術結合時，科學家們可能能夠對整個小鼠大腦進行成像，或發現厚達釐米級組織下的腫瘤。