近日，一项由麻省理工学院团队研发的新型显微技术引发关注。该技术采用“多光子入-声波出”的双阶段成像机制，结合长波长三光子激光与超声检测手段，成功实现了对活体脑组织内部单个细胞的深层高分辨率成像。
该系统的工作原理分为两个步骤。第一步是利用强而短的长波长三光子激光脉冲，精准激发目标细胞内的特定分子。与传统成像依赖细胞自发荧光信号不同，这项技术捕捉的是细胞吸收光能后产生的微小热胀效应所释放的声波信号。
当细胞吸收激光能量后，其温度会瞬间上升，引起微量膨胀，从而产生声波。这些声波能够穿透组织，并由系统内置的高灵敏度超声探测器捕获。通过处理这些声波信号，系统可重建出高清晰度的三维细胞图像。由于采用声波成像方式，光散射带来的干扰得以大幅降低，成像深度显著提高。
实验数据显示，该技术在穿透力方面表现突出，成功实现了对厚度达 1.1 毫米的人脑类器官中 NAD (P) H 分子的成像。这种分子在细胞代谢与神经元活动中具有重要作用。相较当前主流的免标记显微方法，新系统在成像深度上提升了约 5 倍，为脑科学领域的研究提供了新的工具。
值得一提的是，该技术无需借助化学染料或基因修饰，具有较强的生物兼容性，因此在临床应用方面前景广阔。研究人员表示，未来有望将其应用于神经外科手术中，用于识别阿尔茨海默病等神经系统疾病的生物标志物。目前，该技术已在体外及离体脑组织中完成验证，下一步将推进至活体动物模型实验阶段。相关研究成果已发表在国际光学学术期刊Light: Science and Applications上。
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