研究人員將800 nm近紅外飛秒脈沖激光聚焦于星形膠質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞膜上，成功地誘導(dǎo)了以被刺激細(xì)胞為中心向外依次發(fā)生的胞內(nèi)鈣升高（如電影所示），即鈣波。通過(guò)對(duì)光刺激處細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的觀察，PI染 料的內(nèi)流和無(wú)鈣外液的實(shí)驗(yàn)證實(shí)，飛秒激光脈沖在極短的作用時(shí)間（幾個(gè)毫秒）內(nèi)，于細(xì)胞膜上形成了即時(shí)的小孔，并很快得到修復(fù)。這個(gè)光穿孔效應(yīng)使得細(xì)胞外液 的鈣離子進(jìn)入胞漿，引起星形膠質(zhì)細(xì)胞的內(nèi)鈣升高，從而模擬了正常生理?xiàng)l件下，通過(guò)細(xì)胞膜上離子通道的外鈣內(nèi)流。利用激光控制的便利性，光刺激觸發(fā)的星形膠 質(zhì)細(xì)胞內(nèi)鈣升高能夠很好地得到重復(fù)。由于采用了峰值功率高而總能量低的近紅外激光，光刺激對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞的損傷被大大降低，實(shí)驗(yàn)也證明了細(xì)胞的功能和活 性。這些結(jié)果表明，飛秒激光脈沖刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞，是一種非接觸、可重復(fù)、高時(shí)空精確的無(wú)損刺激，這種新型方法為傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法解決的科學(xué)問(wèn)題，特別是在體 和活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，提供了有效而高效的工具。

該項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和863項(xiàng)目的資助。