疾病如何向细胞进攻，活细胞会发生什么情况？生物学家长期盼望能得到一种三维图景。依靠现有技术，例如用照相来进行研究是不能做到的，而X线全息术提供了这种途径。

当今，生物学家利用两种技术去探寻亚微米微观世界。这两者都有局限性。17世纪光学显微镜首先在荷兰得到利用，但它的分辨能力为可见光光子的波长所限制。对显微镜来说，波长太长，对宽度小于头发丝二百分之一的物体，不能产生图像。细胞显得模糊和暗淡不清。

20世纪电子显微镜能获得大约1.5埃的高分辨力，但生物样品需要切片，用化学药品固定以及脱水，它不能以自然状态长期存在。

位于旧金山的加利福尼亚大学（UCSF）细胞生理学家斯蒂芬 · 罗斯曼（Stephen Rothman）说：“通过电子显微镜注视着二维图像去猜想三维结构将是什么样，这是种诱惑”。“人的头脑很容易走向歧途。当你切开一个苹果或者一张薄煎饼时，很难弄清楚整体是怎样一种情况，但生物学家处理的结构远比这复杂得多。”

X线全息术由贝兹（A. V. Baez）首先在1952年发表的理论文章中提出。最近，加利福尼亚和纽约的二项实验预示着，X线全息术将能提供细胞的动力学图景，分子生物学家会紧密配合，作出不懈的努力。

和普通全息术不同，线全息术能揭示物体表面下正在发生什么。23和M埃之间的软性X线，同称为“水窗”光谱区域的物质相互作用。这个区域会提供蛋白质和水之间的显著对比，这是全息图理想的特性。

旧金山附近的劳伦斯 · 利弗曼国立实验室的物理学家运用世界上功率最强的激光器诺瓦（Nova）首先产生X线激光全息图。纽约布洛克海文国立同步加速器光源实验室里，来自加利福尼亚大学、劳伦斯 · 贝克莱实验室、国际商业机器公司和斯托尼布鲁克的纽约州立大学科学家产生了前所未有的具有400埃分辨力的全息图，这个波长比以前这些课题组得到的结果小25倍。

在布洛克海文，劳伦斯 · 贝克莱实验室的马尔科姆 · 豪厄尔（Malcolm Howe Us）领导的小组，获得大鼠胰细胞酶原粒全息图。他们用25埃波长的软性X线产生类似激光特性的相干光束。光束射向样品时，散射开来形成球面光波，射向检测器或“监测板”。这些光波同光来中未散射的光波在监测板上形成干涉条纹，其作用很像照相底片。

和普通全息图相比，三维图像的获得是通过全息图，发还激光光线，干涉条纹衍射光线形成图景。豪厄尔小组还不能应用这项技术，因为干涉条纹波在400埃，波频太窄不能用可见光照明。

他们把全息图以数据形式存入计算机。豪厄尔说：“我们记录了全息图，这是X线全息术最困难的任务，我们还没有干涉条纹所具有的图像”。

在计算机上重建全息图，把监测板发展成溶剂，形成曝光和非曝光区域系统，结果看上去像浮雕地图，60%的钯和40%金分布在监测板上，形成反差，可用电子显微镜照相。显微测密术能把图像转换计算机机读形式。

豪厄尔说：“在计算机里，我们用原来X线光束对全息图重新照明加以模拟。”“计算机将消除不需的背景信号，产生一个清晰的图像”。但是全息图仅仅以二维图像出现，因为焦距的深度同样品的厚度一样。他们希望把分辨力降到100埃或以下，获得一个三维图像。其次，全息图有80分钟曝光时间，使用更亮光源时，时间会减少，首先在布洛克海文，随后在劳伦斯 · 贝克莱实验室设计了新型高级光源。罗思曼说：“我们将减少曝光时间”。细胞分裂、激素分泌、酶和神经递质在这段时间里很容易研究。

詹姆斯 · 特雷伯思（James Trebes）和他的同事在利弗曼进行的实验，曝光时间快得多，全息图在胶片上曝光小于毫微秒，因为光源非常亮 · 然而他们应用200埃波长的软性X线，波长太长不能穿透样品，数星期后，应用43埃X线光束能穿透水窗。

特殊设计的激光器诺瓦采用聚变力，形成全息图，激光发射到硒箔上，产生充电的等离子体，散发出相干X线。在激光过程中，其他光束的X线散布在多层镜面上。X线光束由镜面聚焦和反射到样品上。另外，散射光同未射向物体的光相混合形成干涉光，但分辨力不超过几个微米。一个可见光激光器被用来重建全息图。一些科学家认为：X线全息图能获得病毒侵入活细胞，或者细胞里DNA分裂等图像，但豪厄尔和罗思曼疑虑重重，观察DNA需要10埃分辨力，最近，我们还不能达到这一步。

[New Scientist，1988年2月4日]