Все мы точно это ели: обычный пищевой краситель делает кожу прозрачной для лазера
Метод, при котором кожа временно становится прозрачной, может предложить исследователям неинвазивный способ заглянуть внутрь тел живых мышей.
Краситель, который помогает придать чипсам и многим другим продуктам питания жёлтый и оранжевый оттенок, также может сделать ткани лабораторных грызунов прозрачными, обнаружили исследователи. Нанесение красителя на кожу живых мышей позволило учёным заглянуть сквозь неё, наблюдая кровеносные сосуды и внутренние органы. Метод представляет собой щадящий способ наблюдения за живыми организмами.
Методика работает за счёт изменения того, как ткани тела, которые обычно непрозрачны, взаимодействуют со светом. Жидкости, жиры и белки, из которых состоят ткани, в том числе кожа и мышцы, имеют разные параметры: водные компоненты имеют низкие показатели преломления, тогда как липиды (они же жиры) и белки — высокие. Ткани кажутся непрозрачными, потому что контраст между этими показателями преломления приводит к рассеянию света. Исследователи предположили, что добавление к таким тканям красителя, который очень хорошо поглощает свет, может сократить разрыв между показателями преломления компонентов настолько, чтобы сделать их прозрачными.
Нанося краситель на кожу мышиных голов, через аппаратуру лазерной спекл-контрастной визуализации, то есть неинвазивного и бесконтактного анализа, исследователи наблюдали кровеносные сосуды в мозге грызунов.
Соавтор исследования Госонг Хонг — материаловед из Стэнфордского университета в Калифорнии. Он объяснил, что когда материал поглощает много света одного цвета, то он будет сильнее преломлять свет в других цветах. Учёные использовали теоретическую физику, чтобы предсказать, как определённые молекулы изменят взаимодействие тканей мыши со светом. В итоге сосредоточились на тартразине, или FD & C Yellow 5, распространённом красителе, используемом во многих переработанных пищевых продуктах.
Когда тартразин растворяют в воде, это заставляет жидкость отклонять свет так же, как это делают жиры, сказал Хонг. Ткань, содержащая жидкости и липиды, становится прозрачной при добавлении красителя, потому что преломление света жидкостями соответствует преломлению света липидами.
Исследователи продемонстрировали способность тартразина делать ткани прозрачными на тонких кусочках сырой куриной грудки. Затем они втирали краситель в различные участки кожи живых лабораторных мышей. Нанесение красителя на головы грызунов позволило команде тщательно изучить крошечные ветвления кровеносных сосудов, на брюшко — дало чёткое представление о сокращении кишечника мыши в процессе пищеварения и выявило другие движения, связанные с дыханием. Исследователи также использовали раствор тартразина на лапке мыши, что позволило различить мышечные волокна под кожей.
Открытие позволяет сделать ткани прозрачными только на глубину около 3 миллиметров, поэтому в настоящее время он имеет ограниченное практическое применение для более крупных животных.
Метод оказался не только безопасным и простым, но и обратимым — когда краситель смывали, кожа просто становилась непрозрачной для наблюдений через лазерную аппаратуру. Так что уже на этом этапе использования технология имеет огромные преимущества уже как минимум при работе с подопытными мелкими животными. А это, в свою очередь, ведёт к новым успехам в исследовании нервной системы и нейродегенеративных заболеваний, для которых очень важны наблюдения за теми же лабораторными мышами.
Краситель, который помогает придать чипсам и многим другим продуктам питания жёлтый и оранжевый оттенок, также может сделать ткани лабораторных грызунов прозрачными, обнаружили исследователи. Нанесение красителя на кожу живых мышей позволило учёным заглянуть сквозь неё, наблюдая кровеносные сосуды и внутренние органы. Метод представляет собой щадящий способ наблюдения за живыми организмами.
Методика работает за счёт изменения того, как ткани тела, которые обычно непрозрачны, взаимодействуют со светом. Жидкости, жиры и белки, из которых состоят ткани, в том числе кожа и мышцы, имеют разные параметры: водные компоненты имеют низкие показатели преломления, тогда как липиды (они же жиры) и белки — высокие. Ткани кажутся непрозрачными, потому что контраст между этими показателями преломления приводит к рассеянию света. Исследователи предположили, что добавление к таким тканям красителя, который очень хорошо поглощает свет, может сократить разрыв между показателями преломления компонентов настолько, чтобы сделать их прозрачными.
Нанося краситель на кожу мышиных голов, через аппаратуру лазерной спекл-контрастной визуализации, то есть неинвазивного и бесконтактного анализа, исследователи наблюдали кровеносные сосуды в мозге грызунов.
Соавтор исследования Госонг Хонг — материаловед из Стэнфордского университета в Калифорнии. Он объяснил, что когда материал поглощает много света одного цвета, то он будет сильнее преломлять свет в других цветах. Учёные использовали теоретическую физику, чтобы предсказать, как определённые молекулы изменят взаимодействие тканей мыши со светом. В итоге сосредоточились на тартразине, или FD & C Yellow 5, распространённом красителе, используемом во многих переработанных пищевых продуктах.
Когда тартразин растворяют в воде, это заставляет жидкость отклонять свет так же, как это делают жиры, сказал Хонг. Ткань, содержащая жидкости и липиды, становится прозрачной при добавлении красителя, потому что преломление света жидкостями соответствует преломлению света липидами.
Исследователи продемонстрировали способность тартразина делать ткани прозрачными на тонких кусочках сырой куриной грудки. Затем они втирали краситель в различные участки кожи живых лабораторных мышей. Нанесение красителя на головы грызунов позволило команде тщательно изучить крошечные ветвления кровеносных сосудов, на брюшко — дало чёткое представление о сокращении кишечника мыши в процессе пищеварения и выявило другие движения, связанные с дыханием. Исследователи также использовали раствор тартразина на лапке мыши, что позволило различить мышечные волокна под кожей.
Открытие позволяет сделать ткани прозрачными только на глубину около 3 миллиметров, поэтому в настоящее время он имеет ограниченное практическое применение для более крупных животных.
Метод оказался не только безопасным и простым, но и обратимым — когда краситель смывали, кожа просто становилась непрозрачной для наблюдений через лазерную аппаратуру. Так что уже на этом этапе использования технология имеет огромные преимущества уже как минимум при работе с подопытными мелкими животными. А это, в свою очередь, ведёт к новым успехам в исследовании нервной системы и нейродегенеративных заболеваний, для которых очень важны наблюдения за теми же лабораторными мышами.
- Дмитрий Ладыгин
- freepik.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Где искать миллионы индейцев, погибших от оспы: новая теория может шокировать
Ученые доказали: могилы не пропали, их никто даже не копал. Но почему так произошло?...
Личность пророка Моисея, возможно, раскрыта: следы ведут к легендарной царице Египта
По словам историков, новое исследование собрало максимальное количество возможных доказательств...
Защитника замка словно пропустили через мясорубку: ученые воссоздали действие супероружия XIV века
Почему историки говорят, что это было даже не война, а технологическое шоу?...
Самое жаркое лето в истории СССР: кто остановил огненную стихию
Почему в советское время подробности этой экологической катастрофы находились под грифом «совершенно секретно╗?...
Маяки на «космических батарейках»: почему советское наследие оказалось очень опасным?
Когда-то отечественные инженеры отлично справились со своей задачей, но за все в этой жизни нужно платить...
Марсианский детектив: аппарат разбил лазером камни на Красной планете и нашел внутри драгоценности
Почему ученые назвали это открытие огромным прорывом в планетологии?...
Разрушен миф о глупой птице-великане: что нашли ученые в черепе додо с Маврикия?
Сейчас наука считает: нелетающий голубь весом 15 килограмм был незаслуженно оболган. На самом деле, он был совсем другим...
Удивительная суперспособность помогла человечеству пережить последний ледниковый период
Ученые говорят: древние люди даже не дрожали от холода. Но как это у них получалось?...
Проект A119: как Америка хотела бороться за мир во всем мире... ядерной бомбардировкой Луны
Почему же эта сверхамбициозная программа в итоге была отменена и что напугало в ней американских генералов?...
Жизнь на Венере или хитрая афера: кому в 2020 году понадобилось запускать ракету на соседнюю планету?
Самое поразительное в этой истории то, что главный вопрос в ней так и остался открытым...