日前，香港大學與(yu) 德國比勒費爾德大學的科研團隊合作研製出一種新型致密光釺激光顯微鏡，能為(wei) 分析細胞內(nei) 分子及臨(lin) 床應用帶來突破。這種新發明的顯微鏡產(chan) 生的噪音比傳(chuan) 統的設計小得多，緊湊和穩定使它適合在醫院的手術室中使用。這項新發明發表在《光：科學與(yu) 應用》雜誌上，由施普林格自然雜誌出版。

當研究腫瘤如何生長，或藥物如何影響不同類型的細胞時，研究人員必須了解細胞內(nei) 分子如何反應和相互作用。這在現代熒光顯微鏡的幫助下是可能實現的。然而，細胞標本中的分子必須用熒光物質進行標記，才能使它們(men) 可見，這可能會(hui) 扭曲分子的行為(wei) 。此外，熒光標記染色通常不適用於(yu) 活體(ti) 組織。

無標簽顯微成像一直是生物醫學研究的熱點。新發明的激光顯微鏡不需要熒光標記來獲得細胞分子的清晰圖像。相反，具有不同層次特征的細胞分子通過拉曼成像係統被獨特地呈現出來。

領導這項研究的Kenneth Wong教授說：“我們(men) 使用光纖激光器作為(wei) 光學顯微鏡的光源，取代傳(chuan) 統的固態激光器，這是一個(ge) 全新的概念。傳(chuan) 統上，激光需要在幾米的自由空間放大，所以儀(yi) 器很大。使用光纖激光器，光通過玻璃纖維放大和傳(chuan) 輸，儀(yi) 器設計變得輕便和緊湊。體(ti) 積隻有傳(chuan) 統固態激光儀(yi) 器的八分之一到十分之一。由於(yu) 儀(yi) 器的尺寸，它目前的使用範圍是有限製的，但在未來這將不再是一個(ge) 問題。”

Wong教授解釋說：“光纖激光器以前並不適合用於(yu) 顯微鏡，因為(wei) 與(yu) 固態激光器相比，光纖激光器的功率較小，而且噪聲很大。為(wei) 了用他們(men) 的顯微鏡獲得分子特異性的成像，研究小組使用了兩(liang) 個(ge) 同步光學諧振器（激光腔），都有短皮秒脈衝(chong) ——1皮秒相當於(yu) 1萬(wan) 億(yi) 分之一秒。

德國比勒費爾德大學的生物物理學家Thomas Huser教授說：“其中一個(ge) 挑戰是如何控製激光，使兩(liang) 束不同波長的光束同步，並在完全相同的時間和位置擊中標本。”

Huser教授認為(wei) ，這種新型顯微鏡很有可能在未來幾年的臨(lin) 床應用中得到應用。他們(men) 的新型纖維鏡已經與(yu) 當地醫院開始進行初步合作研究。Huser教授說：“無標簽顯微鏡不僅(jin) 可以用來研究不同類型的幹細胞是如何從(cong) 幹細胞發展而來的，還可以在不染色的情況下將腫瘤與(yu) 正常組織區分開來。此外，通過無標簽顯微鏡我們(men) 還可以確定藥物化合物是如何與(yu) 心髒、肝髒以及其他細胞的肌肉組織細胞分子發生反應的。”

Wong教授認為(wei) 這項新科技可應用於(yu) 許多生物醫學領域，如腸子及消化係統的內(nei) 窺鏡檢查等，以發現早期腫瘤及病變。Wong教授說：“使用光纖激光器，圖像清晰度可以比傳(chuan) 統內(nei) 窺鏡提高100倍。它能穿透器官表麵，反映深層組織的狀況。光源采用無害的紅外線可見光，不會(hui) 影響人體(ti) 。從(cong) 長遠來看，由於(yu) 它便攜、無標記和無害，它可以用於(yu) 外科手術，如立即病理檢測，在手術中標記腫瘤邊界，或在腦部手術中精確標記不同部位以進行精確切割。”