拍一张细胞外表的照片,并不难,但要拍一张细胞内部世界拍的照片,就难了。你有什么好办法吗?

拍照:从体外到体内

请注意,这就拍照了!当摄影师按下照相机的快门以后,随着镁光灯的刺目一闪,一股白烟从从照相机上的闪光灯里冒了出来——这种 19 世纪末到 20 世纪中期的摄影技术,现在已经成为了遥远的回忆。

在 20 中期以后,随着科学技术的快速进步,摄影技术也不断提升。人们可以借用 X 光,给人体器官拍照;还可以用超声波动态成像技术来动态观察人体器官的活动情况;从显微镜下观察到的动态景象,还可以借助显微摄影,变成静态图像……

不过,所有这些摄影技术都是从外部来拍摄生命体的,从内部拍摄人体的方法,常用的就是通过让人吞下微型摄像头到胃里的方法,给胃的内部世界拍照。但这种方法也只能限于包括人在内的体型略大的动物胃部,想要进入昆虫、细菌的胃部拍照,那就不可思议了;想要进入动物的心肝肺里拍照,那更是不可想象了。但科学家们就是富有想象力。如前不久,美国科学家就想出了拍摄细胞内部情况的神奇妙计。如果能拍摄到细胞内部变化情况,那实际上就等于我们对所有生命体的内部世界,都能窥探一番,并 " 立此存照 "。

科学家发现,当激光照射到细胞上时,绝大多数散射光有着与入射光一致的波长,但激光中有一部分特殊光谱的入射光在照射到细胞上以后,情况就不一样了,这种光谱的入射光会对细胞内分子的振动变化有反应:没有振动发生的地方,其入射光与散射光的波长一样;但有振动发生的地方,其入射光与散射光的波长就产生了差异。根据这些变化的数据,科学家就可以借助计算机,描绘出细胞内部的变化情况和景象,就如同给细胞内部景象拍照一样。

给细胞拍 " 亮照 "

不过,这种特殊的照相技术有个很大的不足,那就是照射细胞的、由特殊光谱形成的入射光,很微弱,所获得的细胞散射光也很弱,这就导致拍到的照片不够清晰,这就跟在昏暗的光线下拍照一样,只能得到模糊的照片。所以,要给细胞拍出清晰照片,就必须改进这种照相技术。

在接下来的实验中,美国科学家发现,黄金纳米粒子对这种特殊光谱的入射光,反射能力很强,其反射光强度是一般反射光的 5 倍多。如果把黄金纳米粒子放进细胞里,那就如同在细胞内部安装了 " 闪光灯 ",有了它,就不愁拍不到清晰照片了。但遗憾的是,细胞会本能地把黄金纳米粒子当成异物,予以清除。所以,如何让细胞不排斥这些纳米粒子,成了解决问题的关键。

很快,科学家们想到了病毒,因为有些病毒就具有抵抗细胞排斥的本领,如果把黄金纳米粒子先放到病毒体内,然后让病毒攻入细胞内部,把这些粒子携带到细胞里面,就可以给细胞拍 " 亮照 " 了。根据这个思路,科学家进行了具体实验,结果完全达到了预期目的。

这种照相技术的问世,显然是医学研究领域里的一大突破,因为在此之前,人们对个体病毒的观察方式,还只限于通过使用

电子显微镜

来观察固定标本,而有了这种技术,今后人们就能对活体细胞内的个体病毒进行动态追踪了。另外值得称道的是,借助这种神奇的照相技术,人们还能绘制出细胞的化学性质图,因为这种由细胞散射出来的光信号的强弱变化,会受细胞内酸碱值变化的影响。

因此,这种细胞 " 亮照 ",能给人们提供细胞内部化学和物理变化的清晰图像。这对细胞的精细研究,无疑提供了更便捷、更给力的观察工具。当然,未来人们如果把这种 " 亮照 " 拿到摄影展上,没准还会中个金奖或银奖什么的呢。

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