科学家使用脉冲红外光激光来关注药物的作用

绝对控制生物体中分子的活性。决定药物何时，何地以及如何被激活。这些是预期用所谓的光可切换分子达到的一些目标，这些分子是在某些光波存在下改变其性质的化合物。今天，由于加泰罗尼亚生物工程研究所(IBEC)与巴塞罗那自治大学(UAB)领导的一项研究结果，科学界离实现这一目标又近了一步。

利用脉冲红外光激光器，科学家首次设法激活位于神经组织内的分子，效率几乎达到100%。“这是一项为大量应用打开大门的开发项目。从仅在我们身体的某个点发挥作用并因此在其他区域没有不必要的副作用的药物，到任何蛋白质的空间和时间控制，我们想要在有机体的背景下研究它们， ICREA研究教授，IBEC纳米探针和纳米开关组负责人Pau Gorostiza说。该研究最近发表在Nature Communications杂志上。

高精度光敏开关

研究人员使用的光可切割分子是偶氮苯的一种新变体，偶氮苯是一种化合物，在黑暗中具有扁平形状，但在暴露于光线时会弯曲。光学药理学试图利用这种独特的性质来控制药物的活性：将一种与偶氮苯结合的非活性药物引入体内。药物的设计仅允许在偶氮苯弯曲时进行操作。通过这种方式，尽管药物分布在整个身体中，它只会在刺激偶氮苯的光被照射的点处起作用，从而避免在存在偶氮苯的区域中与药物作用相关的副作用，因为它没有必要。

直到最近，基于光可切换分子的技术使用紫光或蓝光(单光子刺激)的连续波激光来激活这些化合物，这种方法不允许聚焦刺激。'我们希望分子在特定点激活，而不是沿着我们照射的整个光束激活。我们看到使用脉冲红外光的双光子跃迁允许实现这一点，但效率非常低，应用受到限制。我们现在开发的分子以100%的效率实现了这种效果。UAB化学系的研究人员Jordi Hernando和RamonAlibés评论说，这是一种非常强大而精确的操纵神经元活动的技术，他与JosepMªLluch和FélixBusqué一起监督了这项工作的一部分。

研究人员已经证明了该技术对小鼠神经元和动物模型的有效性，用于研究神经元电路，秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans worm)。尽管神经元组织中的细胞非常接近，但我们设法选择了那些我们想要激活光可切换分子的细胞。“

MariaGöppert-Mayer预测，通过双光子吸收进行刺激，并使用2018年诺贝尔物理学奖获得者Donna Strickland和GérardMourou开发的脉冲激光进行了演示，代表了神经元活动可视化和操纵的革命。

这一发展的成果具有巨大的潜力，因为它们打开了分子领域新研究领域的大门。利用所描述的技术，科学家将对他们希望研究的任何光可切换分子拥有前所未有的时空控制。

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