《科学》：太不可思议了！斯坦福团队发现，常见食用色素竟能让小鼠皮肤变透明，肝脏、肠道、膀胱一目了然丨科学大发现

*仅供医学专业人士阅读参考

小时候看哈利·波特，觉得隐形斗篷简直是神器，瞬间隐身、想去哪去哪，绝对不会被父母发现，爽完了呀。

隐形斗篷是作家创造的魔法，而科学有时候能做到比魔法更神奇的事情。

今日，斯坦福大学团队在《科学》杂志发表论文，研究者们开发了能够使小鼠皮肤变“透明”的方法，可以让我们仅凭肉眼就能透视小鼠的肚皮，完全看清楚内脏的分布和运动。

更令人惊讶的是，实现透明魔法的“神器”，竟然是随处可见的一种食用色素，柠檬黄。

柠檬黄真的常见但现在大家不要冲去超市找黄色的饮料啥的试图让自己变透明啊（浓度不够）

论文题图

在聊怎么让皮肤变透明之前，先来问一个问题，皮肤为什么不透明？

关键在于，生物组织是多种物质组合在一起的混合体，而不同的物质有着不同的折射率（RI），比如说间质液和细胞质溶液等液体成分折射率就比较低，而质膜、肌原纤维等蛋白质和脂质成分折射率就比较高，光摄入后很容易发生散射、无法穿透，所以生物组织在肉眼看来是不透明的。

“透明魔法”的思路也很明确，拉平折射率差。有一种思路是使用高折射率的物质取代组织中的液体成分，又或者去除组织中的脂质等，总归是让组织的折射率均一。但我们也能想到，这样做势必对生物组织造成的破坏是比较严重的，应用于活组织是很难了，有时还会影响成像结果，那透明化就没意义了。

使组织的折射率均一，就可以让组织“透明”

斯坦福的科学家们想到了一个新思路，给组织中的液体成分“添料”，通过可吸收的分子来提高组织内液体的折射率。为了寻找这样的物质，研究者们建立了一个公式，我轻轻把公式放在这里，感兴趣且看得懂的同学可以学习一下，其他人咱们直接看结果。

利用公式筛选了一大批染色材料后，研究者发现了一个上上之选，柠檬黄/酒石黄。

如果你身边有零食，可以翻过来看看背面的配料表，说不定就能看到柠檬黄的身影。它又称FD＆C Yellow 5，高度溶于水，能呈现出黄到橙的颜色。根据欧洲食品安全局（EFSA）的数据，在最大2g/kg体重的剂量下，柠檬黄没有副作用或全身毒性。

先来看看研究者们在散射介质中做的实验吧，效果真蛮神奇的。下图左边的试管里是纯水，右边则放了胶体二氧化硅颗粒（折射率1.43），所以看起来是不透明的。但是在添加了0.6M柠檬黄（tartrazine）之后，那叫一个透透又明明啊。甘油（glycerol）也有一定的减少散射的作用，但效果显然远远不如柠檬黄。

柠檬黄的透明魔法！

接下来就是在小鼠里的实验了。这里研究者共测试了三个部位，咱们一个一个来看。

首先是小鼠头部。研究者将柠檬黄溶液涂在小鼠剃光的头皮上，用激光散斑对比成像（LSCI）就能够清楚地观察到小鼠脑部血管。LSCI一般是要求切掉小鼠头皮的！

柠檬黄可以让小鼠头皮透明

把柠檬黄涂在小鼠的肚皮上，很快，内脏分布清清楚楚，肝脏、小肠、盲肠、膀胱一目了然，内脏的蠕动和随呼吸心跳的运动都十分好分辨，这可以纯肉眼观察呀！

柠檬黄让小鼠肚皮变透明

研究者还用柠檬黄透明化了小鼠的后肢皮肤，观察肌节运动。肌节成像需要侵入性地植入纤维内窥镜，视野也比较受限。

在柠檬黄的魔法下，SHG成像就能直接观察到肌节的微观特征和周期性结构。

柠檬黄让腿部皮肤透明，可完成深组织成像

最后，柠檬黄还很好清洗，用水冲冲搓搓几分钟就能洗干净，让透明的皮肤复位。

不同浓度的柠檬黄透明魔法强度不等，越浓越有效，下图可以看到效果。

二氧化硅颗粒凝胶（上）

鸡胸肉（下）

根据研究者的估算，如果染料渗透充分，成像深度应该可以达到厘米级别，那么能应用的场景也会变多。

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参考资料：

[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm6869

[2]https://news.stanford.edu/stories/2024/09/using-a-common-food-dye-researchers-made-mouse-skin-transparent

本文作者丨代丝雨