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Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules

透明度(行为) 折射率 分子 光学 不透明度 违反直觉 光电子学 光散射 材料科学 纳米技术 散射 化学 物理 计算机科学 计算机安全 有机化学 量子力学
作者
Zihao Ou,Yi-Shiou Duh,Nicholas J. Rommelfanger,Carl H.C. Keck,Shan Jiang,Kenneth Brinson,Su Zhao,E. Schmidt,Xiang Wu,Fan Yang,Betty Cai,Han Cui,Qi Wei,Shifu Wu,Adarsh Tantry,Richard H. Roth,Jun Ding,Xiaoke Chen,Julia A. Kaltschmidt,Mark L. Brongersma
出处
期刊:Science [American Association for the Advancement of Science]
卷期号:385 (6713) 被引量:57
标识
DOI:10.1126/science.adm6869
摘要

Optical imaging plays a central role in biology and medicine but is hindered by light scattering in live tissue. We report the counterintuitive observation that strongly absorbing molecules can achieve optical transparency in live animals. We explored the physics behind this observation and found that when strongly absorbing molecules dissolve in water, they can modify the refractive index of the aqueous medium through the Kramers-Kronig relations to match that of high-index tissue components such as lipids. We have demonstrated that our straightforward approach can reversibly render a live mouse body transparent to allow visualization of a wide range of deep-seated structures and activities. This work suggests that the search for high-performance optical clearing agents should focus on strongly absorbing molecules.
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