科學(xué)家研制出首個(gè)人類細(xì)胞生物激光發(fā)生器

有沒有想過利用人類的細(xì)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(gè)人體細(xì)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(jī)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(gè)必不可少的要素：實(shí)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(xì)胞進(jìn)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(gè)細(xì)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(gè)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(shí)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(gè)納米級的光學(xué)共振腔導(dǎo)入到生物激光發(fā)生細(xì)胞中去，以求構(gòu)建出能在組織中“自發(fā)激光”的細(xì)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(dú)特發(fā)射光譜的激光，對這些激光進(jìn)行分析，可以用于研究細(xì)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(xì)胞治療疾病。