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
Похоже, что у чернобыльских грибов развились невероятные суперспособности
То, что эти микроорганизмы научились делать с радиацией, потрясло ученых...
Асимметричный ответ Маску: Китайские ученые заявили, что нашли управу на спутники Starlink
Выясняем, кто кого: армия дронов против созвездия орбитальных аппаратов...
Герой России Артемьев и SpaceX: почему западные СМИ обвиняют российского космонавта в шпионаже?
NASA и Роскосмос сохраняют полное молчание. С чем же это связано?...
Самая большая змея мира: почему анаконда не меняет размер 12 миллионов лет подряд?
Ученые говорят, что нашли разгадку этого феномена, но так ли это на самом деле?...
Ученые выяснили, что стало спусковым крючком самой смертельной эпидемии в истории — Черной смерти
Сложно поверить, но небольшой климатический «эффект бабочки» в итоге обернулся гибелью десятков миллионов людей в Европе и на Руси...
Урок для всей планеты: почему ГМО-кукуруза в США породила супервредителей?
Монстры-насекомые теперь летают на сотни километров и уничтожают все подряд...
Переброска воды из северных рек в Донбасс: что предложили ученые и почему это вызвало споры?
Академия наук поставила на паузу 2000 км труб, 8 триллионов рублей и гнев северян...
Карликовые люди-хоббиты не вымерли 50 000 лет назад. Они до сих пор прячутся в горах Индонезии
Профессор Форт собрал десятки свидетельств очевидцев, но большинство ученых против. Кто же прав — кабинетные скептики или полевой исследователь?...
2000 лет жизни на супервулкане: итальянские ученые сумели разгадать секрет сверхустойчивости и нерушимости древнего храма
Оказалось, римский бетон не старился, а крепчал с каждым веком. И теперь мы знаем почему...
Невероятная находка в Дании: как золотые копья возрастом 2800 лет могут переписать историю Европы?
Ученые рассказали, зачем древние люди закопали драгоценное оружие у священного источника. Ответ потрясает...
Почему Китай так стремительно обгоняет США: Эксперт вскрыл секрет, который не замечал никто
Аналитик Дэн Ван уверен: если Запад не начнет срочно меняться, то он обречен перед Востоком...