عندما يمر الضوء عبر سائل عكر، مثل كوب من الماء المخلوط بالطين، فإنه يضعف — إذ تُمتص بعض الفوتونات بواسطة جزيئات الوسط. على هذا المبدأ تعمل العديد من الأجهزة لتحليل السوائل: بقياس نسبة الضوء المفقود يمكن الاستدلال على التركيب. لكن إذا كان الوسط غير متجانس، مثل حساء يحتوي قطعًا من الخضروات، فإن رقمًا إجماليًا واحدًا لا يكفي: من الضروري معرفة أين يكون الامتصاص أقوى وأين يكون أضعف.
في العمل الموصوف، استخدم العلماء أليافًا بصرية رفيعة مغموسة في معلّق مائي لبكتيريا الإشريكية القولونية (Escherichia coli). وجّهت الألياف الضوء تحت الأحمر ليس عبر الوعاء بأكمله، بل إلى منطقة موضعية صغيرة. بتحريك طرف الألياف، غيّر الباحثون المسافة التي يقطعها الضوء في السائل — من ملليمتر واحد إلى عدة ملليمترات. لكل مسافة، تم تسجيل طيف امتصاص خاص بها.
أظهرت التجربة أن الإشارة المقابلة للبروتين عند التردد 1548 سنتيمترًا مقلوبًا (وهي وحدة العدد الموجي، المتناسبة مع طاقة اهتزازات الجزيء) تزداد طرديًا مع طول مسار الضوء. هذا الاعتماد الخطي يوصف بالقانون الكلاسيكي بوغير-لامبير-بير: كلما زادت سماكة طبقة المادة الماصة، زاد التوهين. لكن في المعلّق غير المتجانس، تغيّر معامل الامتصاص من نقطة إلى أخرى: عند السطح وفي العمق كان مختلفًا. أتاحت الألياف البصرية بناء خريطة لهذه الاختلافات الموضعية.
هذا النهج مفيد بشكل خاص للسوائل البيولوجية العكرة والكثيفة، حيث لا توفر الكوفيتة القياسية ذات طول المسار البصري الثابت دقة مكانية. يمكن للطبيب أو عالم الأحياء النظر إلى عمق العينة دون تقسيمها إلى أنابيب اختبار ودون الإخلال بالبنية الطبيعية للوسط.
بكتيريا القولون في الماء تشتت الضوء، لكن في نطاق الأشعة تحت الحمراء تعطي بروتيناتها نطاقات امتصاص مميزة — يمكن من خلالها تمييز الميكروبات عن الجسيمات الأخرى.