科技日報記者?劉霞

韓國科學家開發出世界上首個超聲波誘導激光掃描顯微鏡，該技術能夠利用超聲波臨時產生的氣泡對生物組織進行更深入、更詳細的觀察，有望促進生物科學研究以及臨床實踐的發展。相關研究發表于最新一期《自然·光子學》雜志。

US-OCM（ultrasound-induced optical clearing microscopy）可進行深度組織成像。

圖片來源：物理學家組織網

光學成像和治療技術廣泛應用于生命科學研究和臨床實踐，但由于生物組織內存在光散射現象，使光傳輸率較低，導致組織深部的圖像采集和處理存在固有的局限性，嚴重阻礙了其廣泛使用。

2017年，大邱慶北科學技術院電氣工程與計算機科學系張金昊（音譯）教授領導的團隊提出了解決方案：使用通常在生物組織暴露于高強度超聲波時觀察到的微 米大小的氣泡。超聲波暫時產生的氣泡會導致與入射光傳播方向相同的光散射，因此會增加光的穿透深度。基于這一原理，研究人員開發出一項技術，并開始著力擴 大利用超聲波誘導氣泡產生的光學成像技術的應用范圍。

共焦 熒光顯微鏡能有選擇地檢測在光焦平面上產生的熒光信號，并提供微型生物組織（如癌細胞）的高分辨率、高對比度圖像，成為生命科學研究領域使用最廣泛的設 備。但由于組織內發生的光散射，當深度超過100微米時，光的焦點會變得模糊，嚴重限制共焦熒光顯微鏡的應用和有效性。

為 此，聯合研究團隊借助超聲波技術，在活組織內有密集氣泡（密度為90%或以上）的區域內創建一個氣泡層，并在獲取圖像時保持產生的氣泡。在這個氣泡層中， 光子的傳播方向不會發生畸變。實驗證明，即使在較深的生物組織中，也可以實現光聚焦。此外，通過將這項“超聲誘導組織透明性”技術應用于共焦熒光顯微鏡， 他們開發出首個超聲波誘導光學清晰顯微鏡，其成像深度是傳統共焦顯微鏡的6倍，且不會對生物組織造成任何損傷。

張金昊表示：“本研究獲得的新技術將應用于各種光學成像技術，包括多光子顯微鏡和光聲顯微鏡，以及包括光熱療法和光動力療法在內的幾種光學療法。”