注射油滴，让细胞变身“迷你激光器”

Alulull

猜猜上图中的东西是什么？其实，这是一块发光的猪皮肤组织。从荧光蛋白到光遗传技术，现在在生物学界，“光”已经成为了一大重要的研究利器。而这块发光的猪皮展示的是一种新技术，这是一种可以注入细胞内的“迷你激光器”，它为生物学家们提供了为活细胞打上光学标记的新思路，可以帮助研究者对细胞进行追踪和监测（相关研究发表在《自然·光电子学》期刊上）。

这篇论文的主角是一种特殊的光学元件，它利用光在两种介质表面可发生全反射的性质，将光“囚禁”在透明球形腔体之内，该过程与声波在回音壁内的反射非常相似，因此这种元件也被称作“回音壁模式”的光学微腔。如果在腔体内部或周围再加上一些能够受光激发的荧光染料，“光学微腔”就能摇身一变，成为一个迷你的激光发射器。

研究人员发现，向细胞内注射混有荧光染料的油性液体，便能在细胞中制造出这样一个具备“回音壁”光学特性的小油滴，在特殊波长的激发光照射下，它就可以发出明亮的光了。

有趣的是，在细胞内部压力的作用下，发光的油滴还会逐渐发生形变，而这一变化又会直接反映在光谱的变化上。因此，这个会发光的小油滴就成为了一个能够实时反馈细胞内部压力改变的“指示灯”。

对脂肪细胞这种本身就含有“油滴”的细胞来说，甚至可以省去人工注射的操作。用胶原酶将脂肪细胞从皮下组织中脱离出来，使之变成更适合形成光学微腔的球形，再用荧光染料进行染色，一个天然的细胞激光器就诞生了。

除了液体的油滴，某些特殊的固体材质（如聚苯乙烯）制成的小圆珠也具备类似的光学特性。大小不同的小圆珠具有不同的光学特|生，如果让细胞“吞入”这些圆珠，再加上不同颜色的荧光染料，就可以制成独一无二的细胞“身份标签”。理论上讲，这种方法能够标记的细胞个数甚至可以达到10¹¹数量级，这几乎和人类身体内的细胞总数相当。

当然，这项前景美好的技术目前还在起步阶段。研究者表示，通过改进制作材料，今后还可能进一步缩小光学微腔的体积并提高生物相容性，细胞激光器的应用也将变得更加广泛与灵活。