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(nèi)的分子是如何反應(yīng)和相互作用的。有了現(xiàn)代激光顯微鏡，這是可能的。然而，到目前為止，細胞樣本中的分子必須用熒光物質(zhì)標記，才能使它們可見，這可能會扭曲分子的行為。比勒費爾德大學和香港大學的科學家現(xiàn)在開發(fā)出一種無需標記分子就能工作的激光顯微鏡。

為此，研究人員發(fā)明了一種獨特的微型型光纖激光器，取代了以前使用的固態(tài)激光器。這種新型顯微鏡在使用時產(chǎn)生的噪音比通常的設(shè)計要小得多，這使得它適合在手術(shù)室使用，其研究成果發(fā)表在《光：科學與應(yīng)用》期刊上。比勒費爾德大學生物分子光子學研究小組的帶頭人、生物物理學家托馬斯·胡瑟教授說：無標記顯微成像是目前生物醫(yī)學研究的熱門話題。研究團隊與香港大學王啟元（音譯）教授的研究小組合作研發(fā)光纖激光顯微鏡。

用熒光標記染色通常不適合體內(nèi)組織，例如，需要無標記顯微鏡來研究各種新細胞是如何從干細胞發(fā)育而來。它還允許在不染色的情況下將腫瘤與正常組織區(qū)分開來。還可以確定藥物化合物與心臟和肝臟肌肉組織細胞以及其他細胞中的分子是如何反應(yīng)的。近年來，光纖激光器經(jīng)常被評估用于光學納米顯微鏡，在這種顯微鏡中，光通過玻璃纖維傳輸，而不是通過晶體或玻璃的固體傳輸。

然而，在顯微鏡中，光纖激光器以前不如固態(tài)激光器，因為它們的功率較小，而且噪音很大。為了用顯微鏡獲得分子特異性成像，科學家們使用的不是一個，而是兩個同步光學諧振器(激光腔)。從這些諧振器出來，激光束會聚在被測試的樣品上。這兩種激光器都以短皮秒脈沖的形式發(fā)送波長（1皮秒相當于十億分之一秒）。這里的一個挑戰(zhàn)是控制激光，使波長準確地同時通過透鏡擊中樣本。

新型光纖激光顯微鏡的一個顯著優(yōu)勢是：它比傳統(tǒng)的固態(tài)激光顯微鏡更容易操作，不太容易出錯，而且由于分子不需要首先標記，與使用其他顯微鏡相比，標本制備不需要那么長的時間。顯微鏡的原型現(xiàn)在將成為制造便攜式設(shè)備的基礎(chǔ)。然后可以在手術(shù)室使用小型顯微鏡，例如在手術(shù)過程中標記腫瘤邊界。為了確保光纖激光顯微鏡可以很容易地復(fù)制，比勒費爾德大學和香港大學科學家都在研究該設(shè)備的原型。

這兩個小組的合作研究由德國學術(shù)交流服務(wù)(DAAD)和香港研究資助局(RGC)資助，現(xiàn)在將繼續(xù)作為歐盟項目交付的一部分。這項研究的主要作者之一克里斯蒂安·皮爾格博士(Dr.Christian Pilger)說：這使得我們有可能相互分享知識，能夠在香港大學實驗室進行幾個月的研究，來自香港大學的同事也能夠來到比勒費爾德大學，在這里幫助我們。該研究小組在香港大的負責人Kenneth Wong表示：

這項新技術(shù)為許多生物醫(yī)學應(yīng)用提供了優(yōu)勢，腫瘤的早期發(fā)現(xiàn)只是這方面的一個具體例子。研究的成功是比勒費爾德大學和香港大學多年來密切合作的結(jié)果，生物醫(yī)學和健康技術(shù)的研究將我們兩所大學聯(lián)系在一起，特別是在成像技術(shù)方面。這種新型顯微鏡很有可能在未來幾年內(nèi)用于臨床應(yīng)用，與Evangelisches Klinikum Bielefeld醫(yī)院合作使用顯微鏡分析肝臟組織樣本的初步研究已經(jīng)在進行中。