絕對控製生物體(ti) 中分子的活性。決(jue) 定藥物何時，何地以及如何被激活。這些是預期用所謂的光可切換分子達到的一些目標，這些分子是在某些光波存在下改變其性質的化合物。今天，由於(yu) 加泰羅尼亞(ya) 生物工程研究所(IBEC)與(yu) 巴塞羅那自治大學(UAB)領導的一項研究結果，科學界離實現這一目標又近了一步。

利用脈衝(chong) 紅外光激光器，科學家首次設法激活位於(yu) 神經組織內(nei) 的分子，效率幾乎達到100%。“這是一項為(wei) 大量應用打開大門的開發項目。從(cong) 僅(jin) 在我們(men) 身體(ti) 的某個(ge) 點發揮作用並因此在其他區域沒有不必要的副作用的藥物，到任何蛋白質的空間和時間控製，我們(men) 想要在有機體(ti) 的背景下研究它們(men) ， ICREA研究教授，IBEC納米探針和納米開關(guan) 組負責人Pau Gorostiza說。該研究最近發表在Nature Communications雜誌上。

高精度光敏開關(guan)

研究人員使用的光可切割分子是偶氮苯的一種新變體(ti) ，偶氮苯是一種化合物，在黑暗中具有扁平形狀，但在暴露於(yu) 光線時會(hui) 彎曲。光學藥理學試圖利用這種獨特的性質來控製藥物的活性：將一種與(yu) 偶氮苯結合的非活性藥物引入體(ti) 內(nei) 。藥物的設計僅(jin) 允許在偶氮苯彎曲時進行操作。通過這種方式，盡管藥物分布在整個(ge) 身體(ti) 中，它隻會(hui) 在刺激偶氮苯的光被照射的點處起作用，從(cong) 而避免在存在偶氮苯的區域中與(yu) 藥物作用相關(guan) 的副作用，因為(wei) 它沒有必要。

直到最近，基於(yu) 光可切換分子的技術使用紫光或藍光(單光子刺激)的連續波激光來激活這些化合物，這種方法不允許聚焦刺激。'我們(men) 希望分子在特定點激活，而不是沿著我們(men) 照射的整個(ge) 光束激活。我們(men) 看到使用脈衝(chong) 紅外光的雙光子躍遷允許實現這一點，但效率非常低，應用受到限製。我們(men) 現在開發的分子以100%的效率實現了這種效果。UAB化學係的研究人員Jordi Hernando和RamonAlibés評論說，這是一種非常強大而精確的操縱神經元活動的技術，他與(yu) JosepMªLluch和FélixBusqué一起監督了這項工作的一部分。

研究人員已經證明了該技術對小鼠神經元和動物模型的有效性，用於(yu) 研究神經元電路，秀麗(li) 隱杆線蟲(Caenorhabditis elegans worm)。盡管神經元組織中的細胞非常接近，但我們(men) 設法選擇了那些我們(men) 想要激活光可切換分子的細胞。“

MariaGöppert-Mayer預測，通過雙光子吸收進行刺激，並使用2018年諾貝爾物理學獎獲得者Donna Strickland和GérardMourou開發的脈衝(chong) 激光進行了演示，代表了神經元活動可視化和操縱的革命。

這一發展的成果具有巨大的潛力，因為(wei) 它們(men) 打開了分子領域新研究領域的大門。利用所描述的技術，科學家將對他們(men) 希望研究的任何光可切換分子擁有前所未有的時空控製。