Учёные смогли сделать кожу прозрачной без рентгена

18.10.2024

«Этот метод предлагает новое средство изучения структуры и активности глубоко расположенных тканей и органов in vivo [в живом организме] безопасным, временным и не нарушающим целостность тканей способом. Представляете, нам не придётся прибегать к скальпелю или рентгену», - написали в своём комментарии к результатам нового исследования Кристофер Роулендс (Christopher Rowlands) и Джон Горецки (Jon Gorecki) из Имперского колледжа Лондона. 

«В ближайшем будущем эта технология сделает вены более заметными для забора крови, упростит лазерное удаление татуировок и даже поспособствует раннему обнаружению и лечению рака», - сказал в своем заявлении соавтор исследования Гуосон Хонг (Guosong Hong), доцент кафедры материаловедения и инженерии Стэнфордского университета.

Впервые ученые использовали эту технику для визуализации тканей живых мышей под микроскопом, вооружившись безопасным для пищевых продуктов красителем, который, скорее всего, есть у вас на кухне, и несколькими фундаментальными принципами физики.

Биологические ткани наполнены различными веществами, от белков до жиров и жидкостей, и каждое из них по-своему преломляет попадающий на него свет – имеет собственный коэффициент преломления материала.

Если частицы света попадают на границу между двумя материалами с разными показателями преломления, то меняют направление, рассеиваются. Через прозрачное стекло они проходят без изменений, и мозг полагает, что стекла нет. Иное дело непрозрачный объект: отражаясь от него, световые лучи попадают в глазное яблоко с самых разных направлений, собственно поэтому мы его и видим.

Учёные обнаружили простой приём, позволяющий изменить прозрачность кожи. Они взяли концентрированный пищевой краситель, отлично поглощающий свет, растворили его в воде, а затем нанесли раствор на кожу, что уравновесило показатели преломления содержащихся в ней веществ, временно сделав ее полупрозрачной.

Исследователи описали этот метод в журнале Science. Они протестировали методику на грызунах, используя сертифицированную U.S. Food and Drug Administration красящую пищевую добавку тартразин, также известную как FD&C Yellow No. 5. Этот желто-оранжевый краситель часто добавляют в десерты, конфеты, различные напитки, лекарства и косметику.

После того как первые эксперименты показали, что тартразин делает прозрачными кусочки куриной грудки, учёные переключились на лабораторных мышей. Они втирали раствор тартразина в кожу головы грызунов и наслаждались результатами.

«Прозрачность появляется через несколько минут», - рассказал ведущий автор исследования Зихао Оу (Zihao Ou), доцент кафедры физики Техасского университета в Далласе. «Это похоже на то, как действует крем или маска для лица – необходимое для проявления эффекта время зависит от скорости взаимодействия молекул с кожей».