提到激光,人們通常會(huì)想到各種機(jī)械激光發(fā)生器,而美國(guó)研究人員6月12日在英國(guó)《自然—光子學(xué)》(Nature Photonics)雜志上報(bào)告說(shuō),他們首次利用人類細(xì)胞制成了生物激光發(fā)生器,也就是用活生生的細(xì)胞來(lái)產(chǎn)生激光。
產(chǎn)生激光通常要有3個(gè)要素,第一是光源,第二是受激產(chǎn)生激光的“增益介質(zhì)”,第三是將所產(chǎn)生的光聚攏到一起的“光學(xué)共振腔”。過(guò)去,人們都是利用有特殊性質(zhì)的晶體來(lái)充當(dāng)增益介質(zhì),而美國(guó)馬薩諸塞綜合醫(yī)院的研究人員卻發(fā)現(xiàn),可以利用細(xì)胞來(lái)充當(dāng)增益介質(zhì)。
研究人員對(duì)一些人體腎細(xì)胞進(jìn)行改造,使其能夠產(chǎn)生一種綠色熒光蛋白。這種綠色熒光蛋白發(fā)現(xiàn)自會(huì)發(fā)光的水母,只要用藍(lán)光照射,它就會(huì)發(fā)出綠色熒光。研究人員將這樣的一個(gè)腎細(xì)胞放在由兩面微小鏡子組成的光學(xué)共振腔中,共振腔的寬度只有20微米。在用藍(lán)光照射后,光學(xué)共振腔中果然放射出了激光。雖然這種激光很微弱,但能被清晰地探測(cè)到,而用于生成激光的這個(gè)細(xì)胞仍然存活。
參與研究的馬爾特·加特說(shuō),這一成果源于好奇心。由于此前激光均由各種機(jī)械裝置生成,他和同事就想,“為什么自然界中沒(méi)有生物能制造激光”,產(chǎn)生了用細(xì)胞組織試試看的念頭,結(jié)果顯示這是有可能實(shí)現(xiàn)的。
對(duì)于這項(xiàng)成果的應(yīng)用前景,研究人員提出了幾種可能。首先,由于不同的細(xì)胞結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的激光在光學(xué)性質(zhì)上有差異,可以通過(guò)分析最后得到的光,來(lái)研究細(xì)胞和機(jī)體組織;第二,目前醫(yī)學(xué)上有一種光動(dòng)力療法,可把對(duì)光敏感的藥物送到要醫(yī)治的機(jī)體部位,然后用光照來(lái)激發(fā)藥效,如果在這種療法中能用上“細(xì)胞激光器”,也許可以增進(jìn)療效。
不過(guò)研究人員也表示,要完全實(shí)現(xiàn)在機(jī)體組織內(nèi)部產(chǎn)生激光,還要解決一個(gè)問(wèn)題,即如何在機(jī)體組織內(nèi)形成一個(gè)光學(xué)共振腔,而不是像本次研究那樣利用外部的兩面小鏡子。(來(lái)源:新華網(wǎng) 黃堃)