利用量子光学实现细胞与组织的微观生物力学成像

细胞与组织的生物力学属性在我们从细胞水平和亚细胞水平深入理解生物系统的结构与功能方面发挥着重要作用。最近，Brillouin 显微镜作为一种无标签的光谱手段，能够原地检测 viscoelastic 属性，已成为活组织微观水平探讨这些属性的强大工具。然而，尤其是在使用高强度激光束诱导 Brillouin 散射时，易受到光损伤和光淬灭的影响，构成了显著挑战。本文介绍了一种变革性方法，旨在缓解生物医学研究中的光损伤，使我们能够在不损害活体样本完整性的前提下，对其进行无标签的机械属性检测。通过利用量子光学增强的激励式 Brillouin 散射 (SBS) 成像对比度，信噪比显著提升，从而增加样本的可存活性，并在不损害活体样本完整性的前提下延长探测时间。本新方法的实际效果体现在：在持续三小时的压缩光照射后，样本可存活性显著提升，超过传统相干光方法。量子增强的 SBS 成像在癌症生物学和神经科学等多个领域具有前景，在这些领域，保持样本活力至关重要。通过消除高强度激光引起的光损伤和光淬灭的顾虑，本技术突破为探索活体生物系统的机械属性开辟了新视野，为新的研究和临床应用铺平了道路。