據(jù)俄羅斯衛(wèi)星通訊社2024年11月8日報道，俄羅斯薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國立大學(xué)和中國華中科技大學(xué)研究人員組成的俄中科研團(tuán)隊在組織光透明成像領(lǐng)域有著長期合作，鑒于他們在組織光透明理論、方法及應(yīng)用方面的成就與影響力，應(yīng)邀為《科學(xué)》雜志合作期刊BMEF撰寫該組織光透明成像的展望及評述。

　　科研人員稱，組織光透明成像為獲取組織、器官甚至全身層面獲取細(xì)胞水平的3D結(jié)構(gòu)圖像提供了新的手段，不僅能以全新的空間視角揭示生物體內(nèi)的工作機(jī)制，為探索新發(fā)現(xiàn)打開大門，同時有望應(yīng)用于腫瘤等疾病的3D診斷。近十年來，組織光透明技術(shù)迅速發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、腫瘤及多種疾病研究等諸多領(lǐng)域，并取得突破性的進(jìn)展

　　這項研究的俄方負(fù)責(zé)人、薩拉托夫國立大學(xué)科學(xué)醫(yī)學(xué)中心主任、俄羅斯科學(xué)院通訊院士瓦列里·圖欽表示，大量實驗實例表明，組織光透明從根本上解決了組織對光散射強(qiáng)的難題，離體組織器官的透明化能獲得整體組織器官高分辨圖像，活體的透明技術(shù)讓我們能在無需開窗的情況探測皮下或皮層細(xì)胞、血管結(jié)構(gòu)與功能，極大地擴(kuò)展了各種光學(xué)成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)研究的廣泛應(yīng)用。

　　圖欽介紹稱：“為了解釋我們的方法如何運作，可以舉一個簡單的例子。如果我們拿一張散射光較強(qiáng)、無法看到圖片或文字的白紙，在上面滴上甘油或任何油類，相應(yīng)區(qū)域就會變得足夠透明，我們就能透過它看到下面的文字。從物理學(xué)角度講，這意味著紙張的結(jié)構(gòu)在光學(xué)上變得更加均勻，減少光的散射，從而可以形成更清晰的圖像。”

　　反射光譜法在皮膚組織光透明中的應(yīng)用

　　© 俄羅斯薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國立大學(xué)

　　圖欽教授表示，這一技術(shù)已經(jīng)在基礎(chǔ)生物學(xué)領(lǐng)域的研究中得到廣泛應(yīng)用，一些公司已經(jīng)開始生產(chǎn)特殊光學(xué)系統(tǒng)和帶有特定蛋白質(zhì)熒光標(biāo)記的增亮劑，從而可以獲得小動物單個器官內(nèi)部結(jié)構(gòu)的高對比度圖像。目前有提議將這種方法用于醫(yī)學(xué)診斷和治療各種疾病。

　　圖欽說：“俄羅斯科學(xué)家對這一研究所作的貢獻(xiàn)，首先創(chuàng)導(dǎo)組織光透明理論，并將該方法推進(jìn)到了光譜的紫外線和太赫茲區(qū)域，大大擴(kuò)展了其疾病檢測和治療的能力;中國科學(xué)家團(tuán)隊則進(jìn)一步發(fā)展組織光透明理論、方法與應(yīng)用，這包括從離體組織器官的光透明成像到活體皮膚、顱骨的透明成像及應(yīng)用。”

　　根據(jù)輻射波長和所使用的光學(xué)成像或光譜學(xué)方法，成像深度可提高數(shù)倍。薩拉托夫國立大學(xué)科研小組和華中科技大學(xué)Britton Chance生物醫(yī)學(xué)光子學(xué)研究中心朱䒟教授小組的研究成果顯示，其活體的成像深度提高了數(shù)倍，而離體的成像深度則提數(shù)十倍。

　　這項工作在俄羅斯“優(yōu)先-2030”國家計劃薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國立大學(xué)戰(zhàn)略科學(xué)研究與試驗發(fā)展(R&D)項目“基于光子學(xué)、數(shù)學(xué)建模、非線性動態(tài)方法和靶向給藥的個性化醫(yī)療技術(shù)”框架內(nèi)開展。

　　目前，科學(xué)家團(tuán)隊正在開展俄羅斯科學(xué)基金會&中國國家自然科學(xué)基金委聯(lián)合項目(№24-44-00082，№32361133552)的相關(guān)工作。

責(zé)編：微科普