德州大學達拉斯分校物理學助理教授 Zihao Ou 博士是這項研究的主要作者，該研究發表在該雜誌 9 月 6 日的印刷版上 科學。

活體皮膚是一種散射介質。就像霧一樣，它會散射光線，這就是為什麼它無法被看穿。

「我們將黃色染料（一種吸收大部分光（尤其是藍光和紫外線）的分子）與皮膚（一種散射介質）結合起來。單獨而言，這兩種物質會阻擋大部分光線穿過它們。但是當我們將它們放在一起時，我們能夠實現小鼠皮膚的透明。與數學學院。

「對於那些了解這背後的基礎物理的人來說，這是有道理的；但如果你不熟悉它，它看起來就像一個魔術，」歐說。

這種「魔法」的發生是因為將吸光分子溶解在水中會改變溶液的折射率（衡量物質彎曲光的方式），從而與脂質等組織成分的折射率相符。從本質上講，染料分子減少了皮膚組織中光的散射程度，就像消散霧氣一樣。

在小鼠實驗中，研究人員將水和染料溶液擦到動物頭骨和腹部的皮膚上。一旦染料完全擴散到皮膚中，皮膚就會變得透明。通過洗掉任何殘留的染料，該過程是可逆的。擴散到皮膚中的染料被代謝並通過尿液排出體外。

「需要幾分鐘才會出現透明度，」歐說。 “這類似於乳霜或面膜的工作方式：所需的時間取決於分子擴散到皮膚中的速度。”

透過頭骨透明的皮膚，研究人員直接觀察到大腦表面的血管。在腹部，他們觀察了內臟和蠕動，以及使內容物通過消化道的肌肉收縮。

歐說，透明區域呈現橘色。此溶液中使用的染料通常稱為 FD&C Yellow #5，常用於橙色或黃色零食片、糖果塗層和其他食品。美國食品藥物管理局認證了九種用於食品的色素添加劑（檸檬黃就是其中之一）。

「重要的是，這種染料具有生物相容性——它對生物體是安全的，」歐說。 “此外，它非常便宜且高效；我們不需要太多它就能工作。”

研究人員尚未在人類身上測試這個過程，人類的皮膚比老鼠的皮膚厚​​約 10 倍。歐說，目前尚不清楚需要多少劑量的染料或傳遞方法才能滲透整個厚度。

「在人類醫學中，我們目前使用超音波來更深入地觀察生命體內部，」歐說。 “許多醫療診斷平台非常昂貴，無法被廣大受眾使用，但基於我們技術的平台不應該如此。”

歐說，該技術的首批應用之一可能是改進光學成像領域的現有研究方法。

「我們的研究小組主要是學者，所以當我們看到實驗結果時，我們首先想到的事情之一就是這如何改善生物醫學研究，」他說。 「像顯微鏡這樣的光學設備並不會直接用於研究活體人類或動物，因為光無法穿過活體組織。但現在我們可以使組織透明，這將使我們能夠觀察更詳細的動態。它將徹底改變生物學中現有的光學研究。

在UTD的新動態生物成像實驗室中，歐將繼續與史丹佛大學材料科學與工程助理教授、該研究的通訊作者洪國松博士一起開始的研究。歐說，研究的下一步將包括了解什麼劑量的染料分子可能在人體組織中效果最好。此外，研究人員正在試驗其他分子，包括工程材料，它們的性能比檸檬黃更有效。

史丹佛大學的研究作者，包括共同通訊作者、材料科學與工程係史蒂芬哈里斯教授馬克布隆格斯瑪博士，獲得了美國國立衛生研究院、國家科學基金會和空軍等聯邦機構的資助。科學研究辦公室。作為跨學科博士後學者，歐得到了史丹佛大學吳仔神經科學研究所的支持。研究人員已為該技術申請了專利。