科學(xué)家研制出首個人類細胞生物激光發(fā)生器
有沒有想過利用人類的細胞可以制造出激光發(fā)生器?一定沒有,聞所未聞。但隨著哈佛醫(yī)學(xué)院及麻省總醫(yī)院的科學(xué)家們首次利用生物材料包括單個人體細胞和水母熒光蛋白制成了一種生物激光發(fā)生器,借助各種機械裝置來生成激光的歷史被改寫,以后的人們將會對生物激光發(fā)生器更加了解。
激光的生成有兩個必不可少的要素:實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)并產(chǎn)生光的受激輻射放大作用的物質(zhì)體系(又稱為激光增益媒質(zhì))以及有具有一定幾何形狀和光學(xué)反射特性的兩塊放射鏡按特定的方式組合而成的光學(xué)共振腔。在新研究中,研究人員利用一種可使水母發(fā)光的綠色熒光蛋白作為了激光增益媒質(zhì)。研究人員對一些人胚腎細胞進行了基因工程改造,使其能夠生成一種綠色熒光蛋白(GFP)。然后將單個細胞放置在由兩面鏡子組成的光學(xué)共振腔中,共振腔的寬度僅為20微米。相比于常規(guī)的激光,生成的激光束更窄更微弱,但綠色熒光蛋白的熒光亮度卻增加了一個數(shù)量級,且顯示非常漂亮的綠光。目前還需開展更多的研究工作以實現(xiàn)在真正的活體生物中生成激光,研究人員正在考慮將一個納米級的光學(xué)共振腔導(dǎo)入到生物激光發(fā)生細胞中去,以求構(gòu)建出能在組織中“自發(fā)激光”的細胞。
對于這一技術(shù)未來的應(yīng)用前景十分看好,借助生成的是具有獨特發(fā)射光譜的激光,對這些激光進行分析,可以用于研究細胞內(nèi)事件。此外,還有可能投入醫(yī)學(xué)應(yīng)用。目前臨床上醫(yī)生們常利用激光獲取身體影像,或用激光攻擊細胞治療疾病。





