飞秒激光与活组织相互作用的新见解

在不同的照射条件下，精确定向飞秒激光脉冲聚焦在斑马鱼幼体的中枢神经系统上。资料来源:MPL Hanieh Fattahi研究小组

在非线性光学显微镜的领域中，科学家们已经能够以前所未有的精度观察复杂的生物过程。然而，强光对生物组织的潜在损害仍然是一个悬而未决的问题。为了填补这一知识空白，马克斯普朗克光科学研究所（MPL）的Hanieh Fattahi和Daniel Wehner领导的研究小组，联合Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin的研究人员，致力于探索在不损害生物体的情况下使用强脉冲激光的条件。

该国际团队选择了脊椎动物斑马鱼作为研究对象，深入探究飞秒激光脉冲在细胞层面上触发深层组织光损伤的机制。他们的研究成果发表在《Communications Physics》杂志上，为我们理解光与生物组织的相互作用提供了新的见解。

Soyeon Jun，Fattahi领导的MPL“飞秒视场镜”小组的博士生，也是该论文的第一作者，她解释说：“我们发现，在1030纳米的飞秒脉冲照射下，斑马鱼中枢神经系统的损伤会在达到低密度等离子体形成所需的极端峰值强度时突然发生。”

这项研究揭示了一个关键的发现：只要峰值强度保持在低等离子体密度阈值以下，就可以在1030nm的照射下无创地增加成像停留时间和光子通量。这对于非线性无标签显微镜技术的发展至关重要，因为它允许科学家在不标记的情况下观察生物样本。

Fattahi进一步阐述：“这些发现不仅推动了深层组织成像技术的进步，也为创新显微镜技术的发展铺平了道路，比如我们团队正在开发的飞秒视场镜技术。这种技术能够捕获具有高空间分辨率和阿秒时间分辨率的无标签图像。”

Wehner补充道：“我们的研究结果不仅凸显了物理学和生物学领域合作的重要性，而且为实现基于光的中枢神经系统精确操作的体内应用提供了可能。”

高功率飞秒激光器