Тартразин, обычный пищевой краситель, используемый, например, в чипсах Doritos, делает кожу и соединительные ткани временно прозрачными под воздействием красного света, как показало исследование.
Исследователи из Стэнфордского университета изучили гипотезу о том, что определенные красители, сильно поглощающие свет, могут позволить ему легче проникать в ткани. Вместо того чтобы извлекать липиды, чтобы они соответствовали коэффициенту преломления воды, красители будут увеличивать коэффициент преломления воды, чтобы он соответствовал коэффициенту преломления липидов и других компонентов ткани.
Они обнаружили, что тартразин — оранжевый краситель, одобренный Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств США (FDA) и широко используемый в различных продуктах питания (чипсы Doritos, напитки SunnyD, конфеты Haribo и т. д.), — изменяет коэффициент преломления воды в тканях до идеального уровня.
В одном из экспериментов это соединение сделало ткани мышей прозрачными, не повредив их.
«Если бы мы могли просто наблюдать за тем, что происходит под кожей, вместо того чтобы разрезать ее или использовать радиацию для получения менее четкого изображения, мы могли бы изменить наше восприятие человеческого тела», — объясняет Гуосон Хонг, соавтор исследования, подробно изложенного в Стэнфордском докладе в журнале Science.
Обычно краситель делает воду менее прозрачной и пропускает меньше света. Однако тартразин поглощает синий свет и замедляет скорость света в среде, уменьшая разницу в показателях преломления между водой и липидами в ткани. Таким образом, липиды пропускают красные и оранжевые волны без рассеивания, повышая прозрачность тканей для этих цветов.
«Самое удивительное в этом исследовании то, что мы обычно ожидаем, что цветные молекулы сделают вещи менее прозрачными», — объяснил Хонг изданию Guardian.
Однако «в нашем эксперименте, когда мы растворяли тартразин в непрозрачном материале, таком как мышцы или кожа, которые обычно рассеивают свет, чем больше тартразина мы добавляли, тем прозрачнее становился материал, но только в красной части светового спектра», — отмечает он.
Чтобы проверить свою гипотезу, команда побрила, а затем пропитала кожу живота, задних конечностей и скальпа усыпленной мыши. Через несколько минут кожа покраснела, указывая на то, что большая часть синего света была поглощена и стала прозрачной для красного света. Таким образом, можно было наблюдать за работой внутренних органов грызуна (печень, сердце, легкие и т.д.) без использования медицинского оборудования. Нанесение красителя на задние лапы грызуна также позволило нам наблюдать за мышечными волокнами — элементами, которые в настоящее время можно визуализировать только с помощью эндоскопа, вживленного под кожу. Краска, нанесенная на голову, позволила наблюдать кровеносные сосуды и нейроны, расположенные в самых внешних слоях мозга, с помощью метода лазерной точечной контрастной визуализации. Черепа мышей от природы полупрозрачны, поскольку они очень тонкие. Более того, краситель не изменяет ткани, и процесс полностью обратим. Прозрачность исчезала всего за несколько минут после того, как тартразин смывался водой. Более того, хотя в настоящее время глубина воздействия ограничена примерно 1 сантиметром, с помощью пластырей или инъекций в микроиглы его можно распространить глубже.
Техника окрашивания, предложенная Хонгом и его командой, имеет свои ограничения. Например, учитывая, что окно поглощения красителя находится между красным и оранжевым, большинство флуоресцентных маркеров не видны. Во-вторых, краситель не соответствует коэффициенту преломления гемоглобина, который отличается от коэффициента преломления воды и липидов. Это означает, что кровь нельзя сделать прозрачной для детального наблюдения определенных структур. Тем не менее, этот метод открывает множество возможностей для медицины и исследований. Например, она позволит нам наблюдать за динамикой мозга мышей в процессе выполнения ими заданий без использования сложных устройств для визуализации. Кроме того, она могла бы устранить необходимость в инвазивных биопсиях, что позволило бы обнаруживать опухоли снаружи, легче находить вену для внутривенного вливания, повысить точность лазерного удаления татуировок и т.д.
Источник: new-science.ru
