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假如某天醒来你突然拥有了一种超能力，你会希望是怎样的能力？对于身为医学生的小编来说，答案可能是「透视眼」。别误会，这不是为了看穿衣服什么的，而是为了在医学研究中如同拥有“肉眼X光”一般，许多问题将因此变得迎刃而解。
令人惊讶的是，这种看似科幻的场景正在某种程度上变为现实。最近，一项发表于顶级科学期刊《Science》的研究揭示了一种能够让活体动物变得“透明”的新方法，而这并不是依赖任何魔法或先进技术，而是通过一种常见的食用色素——柠檬黄（Tartrazine）。
柠檬黄，也称为FD&C黄色5号，是一种水溶性合成色素，常用于为食品添加鲜艳的黄色或橙色色调。在食品工业中，它广泛应用于各种糖果、巧克力、汽水、功能饮料和烘焙食品等。根据欧洲食品安全局的建议，在使用剂量不超过2g/kg的情况下，柠檬黄被认为是无毒和无不良影响的。
斯坦福大学的研究团队意外发现，柠檬黄能使活体啮齿类动物的皮肤、肌肉及结缔组织变透明。通过“透明腹部”可以直接观察到肠道运动，透过“隐形头皮”能看到脑血管的动态变化。你能想象，如果这种“透视能力”能够广泛应用，将无需任何侵入性检查，就可以像透过玻璃一样观察到活体动物的深层组织和器官。
如果你觉得这些听起来太过神奇，不妨让我们深入了解这一“魔法”背后的科学原理。活体生物之所以不能被“一眼看穿”，源于光的散射。生物组织结构的复杂性导致了不同物质间的折射率差异，尤其是低折射率的水基成分和高折射率的脂基、蛋白基成分之间的差异，从而使得组织显得不透明。
基于以上原理，科学家们发现一种将强吸收分子添加到组织中以减少水和脂质之间的折射率差异的方法，有望提高活体生物组织的光学透明度。通过一系列严格的光学实验和筛查，柠檬黄成功进入了研究者们的视野。
实验显示，柠檬黄溶解在水中后，能够显著减少水和脂质之间的折射率差异，使得组织变得透明。例如，0.6M柠檬黄溶液可以将原本浑浊的胶体二氧化硅完全透明化，效果甚至超过了传统的光学清除剂甘油。
研究者在活体小鼠上进行了柠檬黄透明化测试。将柠檬黄溶液涂抹在小鼠头皮和腹部皮肤上，可以直接观察到其内部器官和血管的动态变化。这种效果被称为“涂抹式x光”。
此外，柠檬黄还在深层组织的显微成像中表现出色。例如，通过涂抹柠檬黄，小鼠后肢皮肤变得透明，可以直接通过皮肤观察到肌节的微观特征。
这一发现揭示了一种全新的观察和研究活体生物的方法，具备非常广阔的应用前景。尽管该技术目前仅能透视到3mm左右的深度，对于较厚的组织和较大的动物尚存在局限，但这一研究无疑为未来的科学研究和医疗诊断打开了一扇新的大门。
这项研究的更多详情可参考相关文献：
[1] Zihao Ou et al., Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules. Science 385, eadm6869 (2024). DOI: 10.1126/science.adm6869
[2] https://www.nature.com/articles/d41586-024-02887-4
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