Желтый краситель делает кожу живых мышей прозрачной
В новом исследовании ученые сделали кожу на головах и животах живых мышей прозрачной, нанеся на эти области смесь воды и обычного желтого пищевого красителя под названием тартразин.
Живая кожа рассеивает свет, поэтому сквозь нее нельзя ничего увидеть. "Мы нанесли желтый краситель, молекулы которого поглощают большую часть света, особенно синего и ультрафиолетового, на кожу, являющуюся рассеивающей средой. По отдельности кожа и краситель в основном блокируют свет, но когда мы их соединили, нам удалось добиться прозрачности, — говорит ведущий автор исследования Цзыхао Оу, доцент кафедры физики Техасского университета в Далласе. — Для тех, кто понимает лежащую в основе этого фундаментальную физику, это имеет смысл; но если вы с ней не знакомы, это выглядит как фокус".
"Магия" происходит потому, что растворение светопоглощающих молекул в воде изменяет показатель преломления раствора — это мера того, как вещество изменяет траекторию попадающего в него света — таким образом, что он совпадает с показателем преломления компонентов ткани, таких как липиды. По сути, молекулы красителя уменьшают степень рассеивания света в тканях кожи, как будто рассеивают туман.
В своих экспериментах с мышами исследователи втирали раствор красителя в головы и животы животных. После того как вещество полностью впитывалось, кожа становилась прозрачной. Процесс обратим, если смыть остатки красителя. То что попало в кожу, метаболизируется и выводится с мочой.
"Для появления прозрачности требуется несколько минут, — сказал Оу. — Это похоже на то, как действует крем или маска для лица: необходимое время зависит от того, насколько быстро молекулы проникают в кожу".
Через прозрачную кожу черепа исследователи увидели кровеносные сосуды. В брюшной полости они наблюдали внутренние органы и перистальтику — сокращения мышц, которые перемещают содержимое через пищеварительный тракт.
Прозрачные области приобретают оранжевый оттенок, говорит Оу. Краситель, используемый в растворе, широко известен как FD&C Yellow #5 или тартразин и часто используется в чипсах оранжевого или желтого цвета, глазури для конфет и других продуктах питания.
"Важно, чтобы краситель был биосовместимым — безопасным для живых организмов, — говорит Оу. — Кроме того, он очень недорогой и эффективный; нам не нужно его слишком много для работы".
Исследователи еще не тестировали процесс на людях, чья кожа примерно в 10 раз толще мышиной. На данный момент неясно, какая дозировка красителя или способ доставки потребуются для его проникновения на всю толщину.
"В человеческой медицине у нас есть ультразвук, позволяющий глубже заглянуть внутрь живого тела", — говорит ученый. Но многие аппараты для диагностики очень дорогие и не всегда доступны широкой аудитории.
Впрочем, по словам исследователя, одним из первых применений этой технологии, скорее всего, станет улучшение существующих методов исследования в области оптической визуализации. "Первое, о чем мы подумали, когда увидели результаты экспериментов, было то, как это может улучшить биомедицинские исследования, — говорит Оу. — Оптическое оборудование, такое как микроскоп, не используется напрямую для изучения живых людей или животных, потому что свет не может проходить через живую ткань. Но теперь, когда мы можем сделать ее прозрачной, это позволит нам изучать динамику более детально. Это произведет революцию в существующих оптических исследованиях в биологии".
Исследование опубликовано в Science.
Редактор: Юлия Тислер