Исследователи совершили поразительный шаг в биологических манипуляциях, сделав части живых мышей прозрачными, используя технологии, которые выглядят как из научной фантастики. Материаловед из Стэнфордского университета Зихао У и его команда разработали биологически безопасный краситель, который делает ткани прозрачными, изменяя свойства жидкостей, окружающих клетки, и их способность рассеивать свет.
Цель этой инновационной технологии – предоставить учёным возможность четко наблюдать внутренние процессы в живых организмах. «В будущем эта технология может упростить процедуры, такие как забор крови, удаление татуировок лазером или раннее обнаружение и лечение рака», — отмечает Гуосонг Хонг, материаловед из того же университета.
При прохождении света через материалы с разными показателями преломления, оно рассеивается по всем направлениям, что делает эти материалы непрозрачными. Если материалы имеют одинаковый показатель преломления, свет может проходить через них, уменьшая рассеяние и позволяя лучше различать детали. Это естественно происходит у некоторых животных, например у стеклянных лягушек и рыбок данио.
Ученые нашли способ достичь прозрачности в непрозрачных тканях, используя вещество, поглощающее свет определенной длины волны. Они применили краситель тартразина, поглощающего часть света, чтобы настроить показатель преломления жидкости вокруг клеток и уменьшить рассеяние. Тартразин, безопасный для организмов и недорогим, позволяет ученым наблюдать детали кровеносных сосудов и органов мышей, а также мышечные сокращения.
«Краситель является биосовместимым и эффективным, его нужно очень мало для достижения результатов», — отмечает В. «Прозрачность появляется через несколько минут после нанесения, а затем краситель можно легко смыть».
Адам Вакс из Национального научного фонда США, который поддерживал исследования, отмечает, что использование связей Крамерса-Кронига является отличным примером того, как фундаментальные знания оптики можно адаптировать для новых технологий, в частности в биомедицине.
Однако поскольку человеческая кожа примерно в десять раз толще мыши, пока не известно, будет ли этот метод эффективен для людей. Исследования продолжаются и опубликованы в журнале Science.