Новая технология сделала невидимой кожу живой мыши
Ученые из Стэнфордского университета разработали новый метод визуализации внутренних органов — они сделали покрывающие ткани тела прозрачными для видимого света. Для этого на кожу наносятся безопасные пищевые красители. Примечательно, что эффект оказался обратимым. Технология может применяться для широкого спектра медицинских диагностик: от поиска травм до мониторинга пищеварительных расстройств и выявления рака. Об исследовании, вышедшем в Science, сообщает Национальный научный фонд США.
Авторы создали способ прогнозирования взаимодействия света с окрашенными биологическими тканями. Использовались особенности преломления, когда свет изменяет скорость и направление при переходе из одного материала в другой. Исследователи выяснили: чтобы сделать биологический материал прозрачным, необходимо найти способ уравновесить разные показатели преломления — то есть свет должен проходить беспрепятственно. Наиболее эффективные светопоглощающие красители могут эффективно направлять свет сквозь различные материалы.
Одним из таких оказался тартразин — пищевой краситель FD & C Yellow 5. Оказалось, когда тартразин растворяется в воде и поглощается тканями, его молекулы идеально подходят для уравновешивания показателей преломления, предотвращая рассеяние света и делая ткани прозрачными.
Исследователи сначала проверили свои предположения с тонкими срезами куриного мяса. С увеличением концентрации тартразина показатель преломления жидкости внутри мышечных клеток возрастал, пока не достигал показателя преломления мышечных белков, и срез становился прозрачным.
Затем авторы аккуратно нанесли раствор тартразина на мышей. Через несколько минут стали видны сокращения кишечника и движения, вызванные биением сердца и дыханием.
Техника позволяет рассмотреть микронные детали и улучшает наблюдения под микроскопом. После удаления красителя ткани быстро возвращались к норме. Тартразин не оказывает воздействия на организм, его избыток выводится из организма в течение 48 часов.
Ученые предполагают, что введение красителя с помощью инъекций может позволить заглянуть в еще более глубокие слои организма, что имеет значение как для биологии, так и для медицины.
Проект начался как исследование взаимодействия микроволнового излучения с биологическими тканями.Те же модификации, которые делают материал прозрачнымидля микроволн, были адаптированы для видимого спектра.
