圣安德鲁斯大学 心肌细胞的显微图像，带有一个发射亮绿光的微型嵌入式激光器
穿过细胞的白色丝带是让心脏细胞收缩的机制的一部分
通过分析嵌入式激光器发出的光的颜色，可以以一种前所未有的方式观察这种机器的工作原理，这对理解心脏病具有重要的未来意义
学分:圣安德鲁斯大学 这听起来像是科幻小说——但随着活的心脏节奏跳动的激光正是圣安德鲁斯大学的研究人员为提高对心力衰竭的理解和帮助开发更有效的治疗方法而开发的
领导一个跨学科的科学家团队
物理和天文学院的马塞尔·舒伯特和马尔特·盖奇教授以及博士
圣安德鲁斯大学医学院的萨曼莎·皮特将微型激光植入单个心脏细胞，通过分析这些激光产生的光，他们监测了心肌的收缩
这项研究发表在今天的《自然光子学》杂志上，今年是激光发明60周年
为了检查心脏的功能，医生会测量病人的脉搏，测量血压，或者进行心电图检查，心电图提供了关于心脏整体功能和节律的信息，但很少提供关于心脏不同部分发生什么的信息
超声心动图和其他复杂的方法可以提供更多的局部信息，但是进一步的进展，特别是对于探索干细胞或移植组织的治疗，将需要跟踪形成心肌的单个细胞的收缩
实现这一点，至少在用于研究人类患者常见的危急心脏状况的常规动物模型中，有望提高理解，从而获得更有效的治疗
微激光荧光跳动心脏细胞
学分:圣安德鲁斯大学 激光被广泛应用于生物医学成像，解析生命中越来越精细的细节，包括绘制心脏细胞的细节
但是因为激光通常很大并且耗电，所以它们位于心脏之外，只能将光发送到生物组织的表面，这严重限制了它们可以观察的深度
在这项最新的工作中，微型激光器被放置在心脏内部，在那里它们充当微观探针
随着心脏的每一次跳动，这些激光发出的光的颜色会发生微小但明显的变化，从而精确地编码了心脏细胞随时间的收缩
医生
圣安德鲁斯大学物理和天文学院皇家学会研究员马塞尔·舒伯特说:“颜色的变化是一个巨大的惊喜，据信是由心肌细胞的细胞机制中以前未被识别的变化引起的
" 圣安德鲁斯大学物理和天文学院的马尔特·格雷教授说:“我们的激光提供的数据看起来和你医生记录的心电图很相似
但是在我们的例子中，它包含了关于单个细胞内部工作的机械信息，而且它来自组织的更深处，比今天其他光学显微镜所能看到的还要深
" 尽管这项研究还处于早期阶段，但目前的研究证明，激光可以解决单个活细胞和整个心脏内部的快速动态过程
在这种新方法能够在世界各地的研究实验室常规应用之前，还需要做更多的工作，但该团队乐观地认为，细胞中的激光是一个支柱
与许多现代显微镜相比，这种微型激光器可以很容易地生产数百万个，分析激光发射所需的额外基础设施相对便宜，并且为了允许其他实验室使用和修改他们的方法，该团队已经制作了所有的协议和软件，将激光输出转换成免费提供的光学心电图
研究小组已经在朝着他们的下一个里程碑努力，即将最近开发的纳米激光转化为心脏收缩的光学传感器
这些激光器比目前研究中使用的微激光器小1000倍，将进一步提高多功能性和生物相容性，从而为新方法在长期研究和临床相关心脏治疗中的应用铺平道路
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