Прорив у біомедицині: харчовий барвник робить тканини прозорими й відкриває нові горизонти в діагностиці раку та інших захворювань.
Вчені зі Стенфордського університету розробили новий метод візуалізації внутрішніх органів – вони зробили тканини, що покривають тіла, прозорими для видимого світла. Для цього на шкіру наносять безпечні харчові барвники. Примітно, що ефект виявився оборотним. Технологія може застосовуватися для широкого спектра медичних діагностик: від пошуку травм до моніторингу травних розладів і виявлення раку. Про дослідження, що вийшло в Science, повідомляє Національний науковий фонд США.
Автори створили спосіб прогнозування взаємодії світла із забарвленими біологічними тканинами. Використовувалися особливості заломлення, коли світло змінює швидкість і напрямок під час переходу з одного матеріалу в інший. Дослідники з’ясували: щоб зробити біологічний матеріал прозорим, необхідно знайти спосіб врівноважити різні показники заломлення – тобто світло повинно проходити безперешкодно. Найефективніші світлопоглинальні барвники можуть ефективно спрямовувати світло крізь різні матеріали.
Одним із таких виявився тартразин – харчовий барвник FD & C Yellow 5. Виявилося, коли тартразин розчиняється у воді та поглинається тканинами, його молекули ідеально підходять для врівноваження показників заломлення, запобігаючи розсіюванню світла і роблячи тканини прозорими.
Дослідники спочатку перевірили свої припущення з тонкими зрізами курячого м’яса. Зі збільшенням концентрації тартразину показник заломлення рідини всередині м’язових клітин зростав, поки не досягав показника заломлення м’язових білків, і зріз ставав прозорим.
Потім автори акуратно нанесли розчин тартразину на мишей. Через кілька хвилин стало видно скорочення кишківника та рухи, викликані биттям серця і диханням.
Техніка дає змогу розглянути мікронні деталі та покращує спостереження під мікроскопом. Після видалення барвника тканини швидко поверталися до норми. Тартразин не впливає на організм, його надлишок виводиться з організму протягом 48 годин.
Вчені припускають, що введення барвника за допомогою ін’єкцій може дати змогу зазирнути в ще глибші шари організму, що має значення як для біології, так і для медицини.
Проєкт розпочався як дослідження взаємодії мікрохвильового випромінювання з біологічними тканинами, а ті самі модифікації, що роблять матеріал прозорим для мікрохвиль, були адаптовані для видимого спектра.