我(wǒ)“天(tiān)真(zhēn)年(nián)少(shǎo)”的(de)时(shí)候(hou)，总(zǒng)喜(xǐ)欢(huan)幻(huàn)想(xiǎng)自(zì)己(jǐ)有(yǒu)一(yī)些(xiē)奇(qí)怪(guài)的(de)超(chāo)能(néng)力(lì)，比(bǐ)如(rú)随(suí)时(shí)隐(yǐn)身(shēn)，自(zì)由(yóu)变(biàn)形(xíng)等(děng)等(děng)。但(dàn)说(shuō)实(shí)话(huà)，我(wǒ)从(cóng)来(lái)没(méi)有(yǒu)想(xiǎng)过(guò)让(ràng)自(zì)己(jǐ)的(de)皮(pí)肤(fū)变(biàn)透(tòu)明(míng)。如(rú)果(guǒ)这(zhè)是(shì)一(yī)种(zhǒng)超(chāo)能(néng)力(lì)，那(nà)听(tīng)上(shàng)去(qù)可(kě)太(tài)奇(qí)怪(guài)了(le)，而(ér)且(qiě)好(hǎo)像(xiàng)没(méi)什(shén)么(me)用(yòng)。

但(dàn)换(huàn)个(gè)角(jiǎo)度(dù)来(lái)看(kàn)，对(duì)医(yī)生(shēng)来(lái)说(shuō)，这(zhè)可(kě)大(dà)有(yǒu)用(yòng)处(chù)。从(cóng)古(gǔ)至(zhì)今(jīn)，想(xiǎng)要(yào)知(zhī)道(dào)一(yī)个(gè)人(rén)的(de)体(tǐ)内(nèi)发(fā)生(shēng)了(le)什(shén)么(me)，从(cóng)来(lái)都(dōu)不(bù)是(shì)一(yī)件(jiàn)容(róng)易(yì)的(de)事儿。比如如果能把我们肚子上的一块皮肤变透明，或许就能免于手术，甚至不需要借助昂贵的成像仪器，轻松看穿我们体内的情况。

最近，科学家发现，把一种混合物涂在活小鼠的不同身体部位时，就会让这些地方变透明。不要以为这是什么难得(de)一(yī)见(jiàn)的(de)试(shì)剂(jì)，这(zhè)种(zhǒng)混(hùn)合(hé)物(wù)只(zhǐ)需(xū)要(yào)两(liǎng)种(zhǒng)再(zài)常(cháng)见(jiàn)不(bù)过(guò)的(de)物(wù)质(zhì)，水和柠檬黄，也就是一种再常见不过的食用色素。让我们一起来看看这项发表在《科学》杂志上的开创性研究。

为了了解透明，我们先来说说“不透明”。我们都知道，大多数动物的身体都不是透明的，比较著名的透明动物有水母、斑马鱼、玻璃蛙。而我们的身体之所以不透明，主要是因为皮肤组织是一种(zhǒng)散(sàn)射(shè)介(jiè)质(zhì)，它(tā)可(kě)以(yǐ)散(sàn)射(shè)光(guāng)，让(ràng)照(zhào)在(zài)我(wǒ)们(men)身(shēn)上(shàng)的(de)光(guāng)在(zài)不(bù)同(tóng)方(fāng)向(xiàng)上(shàng)被(bèi)反(fǎn)射(shè)出(chū)去(qù)，而(ér)无(wú)法(fǎ)直(zhí)接(jiē)穿(chuān)过(guò)去(qù)。

这(zhè)种(zhǒng)散(sàn)射(shè)效(xiào)应(yīng)和(hé)人(rén)体(tǐ)组(zǔ)织(zhī)的(de)成(chéng)分(fēn)有(yǒu)关。我(wǒ)们(men)的(de)身(shēn)体(tǐ)有(yǒu)许(xǔ)多(duō)不(bù)同(tóng)的(de)成(chéng)分(fēn)，比(bǐ)如(rú)水(shuǐ)、脂(zhī)质(zhì)、蛋(dàn)白(bái)质(zhì)等(děng)等(děng)。这(zhè)些(xiē)成(chéng)分(fēn)都(dōu)有(yǒu)不(bù)一(yī)样(yàng)的(de)折(zhé)射(shè)率(lǜ)，它(tā)们(men)会(huì)以(yǐ)不(bù)同(tóng)的(de)方(fāng)式(shì)减(jiǎn)缓(huǎn)光(guāng)在(zài)它(tā)们(men)之(zhī)中(zhōng)的(de)传(chuán)播(bō)速(sù)度(dù)。比(bǐ)如(rú)，对(duì)可(kě)见(jiàn)光(guāng)来(lái)说(shuō)，水(shuǐ)的(de)折(zhé)射(shè)率(lǜ)大(dà)概(gài)是(shì)1.33，而脂质和蛋白质就要更高一些。

在大多数组织中，这些折射率各不相同的成分紧密结合，可见光在穿过时就会发生散射。也正是这种散射效应，让我们觉得它是不透明的。

那么反过来想，想要让活体组织变透明，就得让光能穿过去。而想要光畅通无阻地穿过，关键就在于找到一种方法来减少不同成分的折射率差异。

有了这个基本思路，研究人员又找到了一个重要的光学概念。有一个数学方程，被称为克拉默斯-克勒尼希关系。它描述了一种材料的光吸收与折射率之间的关系。它告诉我们，材料和不同颜色的光之间的互动其实有一种微妙的联系，如果一种材料吸收了更多某种颜色的光，这会改变另一种颜色通过材料的方式。

这并不是一个新发现的方程，几十年前(qián)科(kē)学(xué)家(jiā)已(yǐ)经(jīng)注(zhù)意(yì)到(dào)了(le)这(zhè)种(zhǒng)关系(xì)。而(ér)这(zhè)项(xiàng)新(xīn)研(yán)究(jiū)就(jiù)是(shì)对(duì)这(zhè)个(gè)方(fāng)程(chéng)的(de)全新(xīn)应(yīng)用(yòng)。

研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)选(xuǎn)择(zé)了(le)一(yī)种(zhǒng)相(xiāng)当(dāng)常(cháng)见(jiàn)、相(xiāng)对(duì)安(ān)全的(de)食(shí)用(yòng)色(sè)素(sù)——柠(níng)檬(méng)黄(huáng)。它(tā)能(néng)吸(xī)收(shōu)大(dà)部(bù)分(fēn)的(de)可(kě)见(jiàn)光(guāng)，尤(yóu)其(qí)能(néng)吸(xī)收(shōu)蓝(lán)光(guāng)和(hé)紫(zǐ)外(wài)光(guāng)。如(rú)果(guǒ)有(yǒu)机(jī)会(huì)你(nǐ)可(kě)以(yǐ)做(zuò)个(gè)小(xiǎo)实(shí)验(yàn)：当(dāng)将(jiāng)柠(níng)檬(méng)黄(huáng)在(zài)水(shuǐ)中(zhōng)溶(róng)解(jiě)的(de)时(shí)候(hou)，会(huì)产(chǎn)生(shēng)一(yī)种(zhǒng)特(tè)有(yǒu)的(de)橙(chéng)红(hóng)色(sè)。这(zhè)是(shì)因(yīn)为(wèi)可(kě)见(jiàn)光(guāng)的(de)蓝(lán)色(sè)部(bù)分(fēn)被(bèi)吸(xī)收(shōu)了(le)，只(zhǐ)留(liú)下(xià)了(le)橙(chéng)色(sè)到(dào)红(hóng)色(sè)的(de)部(bù)分(fēn)。

根(gēn)据(jù)克(kè)拉(lā)默(mò)斯(sī)-克(kè)勒(lēi)尼(ní)希(xī)关系(xì)，蓝(lán)光(guāng)的(de)吸(xī)收(shōu)，会(huì)让(ràng)水(shuǐ)对(duì)红(hóng)光(guāng)的(de)折(zhé)射(shè)率(lǜ)从(cóng)1.33升(shēng)高(gāo)到(dào)大(dà)约(yuē)1.45。不(bù)要(yào)小(xiǎo)瞧(qiáo)这(zhè)一(yī)点(diǎn)的(de)升(shēng)高(gāo)，它(tā)恰(qià)好(hǎo)达(dá)到(dào)了(le)和(hé)脂(zhī)质(zhì)和(hé)蛋(dàn)白(bái)质(zhì)的(de)折(zhé)射(shè)率(lǜ)差(chà)不(bù)多(duō)的(de)数(shù)值(zhí)。这(zhè)样(yàng)一(yī)来(lái)，红(hóng)光(guāng)就(jiù)不(bù)会(huì)再(zài)像(xiàng)之(zhī)前(qián)那(nà)样(yàng)被(bèi)散(sàn)射(shè)了(le)，整(zhěng)个(gè)组(zǔ)织(zhī)就(jiù)好(hǎo)像(xiàng)是(shì)一(yī)种(zhǒng)单(dān)一(yī)成(chéng)分(fēn)的(de)均(jūn)匀(yún)材(cái)料(liào)，看(kàn)上(shàng)去(qù)也(yě)就(jiù)透(tòu)明(míng)了(le)。

研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)将(jiāng)含(hán)有(yǒu)柠(níng)檬(méng)黄(huáng)的(de)溶(róng)液(yè)涂(tu)抹(mǒ)在(zài)小(xiǎo)鼠(shǔ)身(shēn)体(tǐ)的(de)不(bù)同(tóng)部(bù)位(wèi)，果(guǒ)然(rán)产(chǎn)生(shēng)了(le)神(shén)奇(qí)的(de)效(xiào)果(guǒ)。涂(tu)到(dào)小(xiǎo)鼠(shǔ)的(de)头(tóu)皮(pí)上(shàng)，他(tā)们(men)能看到小鼠脑中的血管；涂在腹(fù)部(bù)，就(jiù)能(néng)看(kàn)见(jiàn)肠道；涂在四肢上，就能看到四肢的肌肉纤维。

而一旦染料完全扩散到皮肤中，皮肤就会变得透明。这个过程完全是无创的，也就是说，不需要任何手术。而且这个过程是可逆的，只要冲洗掉残留的染料，或者等到染料经过代谢、通过尿液排出体外，皮肤就会恢复如常。完全不用担心不必要的“隐私泄露”！

研究人员相信，这种染料可以在生物医学研究中大展身手。我们知道，我们没法拿显微镜这样的光学设备直接研究活体的人或动物，因为我们是不透明的，光穿不过去。这项新发现也许可以帮助组织变得透明，让科学家详细观察活体的动态过程，颠覆生物学中的光学成像研究。

目前，这项研究还仅仅在小鼠身上进行过。严格来说，我们还不知道它在人类皮肤上的效果。毕竟，人类皮肤比小鼠的要厚10倍，到底需要多少剂量，或者用怎么样的递送方法，才能让人的皮肤变透明，这些都是很现实的问题。此外，虽然柠檬黄(huáng)的(de)确(què)相(xiāng)对(duì)安(ān)全，但(dàn)它(tā)仍(réng)然(rán)可(kě)能(néng)存(cún)在(zài)一定的健康风险，比如过敏。

研究人员正在努力改进这项技术。下一步，他们希望了解多少剂量在人体组织中最有效，同时也希望尝试更多分子，也许就能找到比(bǐ)柠(níng)檬(méng)黄(huáng)更(gèng)好(hǎo)的物质。我们拭目以待！

本文为·创作培育计划扶持作品

作者名称： 吕同舟

审核：梁前进 北京师范大学生命科学学院 教授

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司