دانشمندان با استفاده از رنگ‌های خوراکی، پوست را موقتاً شفاف کردند

در یک دستاورد بیولوژیکی که بیشتر شبیه چیزهای علمی تخیلی به نظر می رسد، دانشمندان توانستند قسمت هایی از پوست موش های زنده را شفاف کنند. آنها یک رنگ بی خطر بر اساس رنگ خوراکی ساخته اند که با خنثی کردن توانایی پخش نور مایع در اطراف سلول ها، بافت را به طور موقت نامرئی می کند.

هنگامی که نوری با طول موج معین از موادی می گذرد که کیفیت انکساری متفاوتی دارند، در همه جهات پخش می شود. در نتیجه، ماده کدر به نظر می رسد. بیشتر به همین دلیل است که حتی بافت های بسیار نازک و مایع اطراف آنها، مانند بافت های پوست، شفاف نیستند.

هنگامی که مواد زیستی دارای ضریب شکست مشابهی باشند، پرتوهای نور می توانند از بافت های عمیق تر منعکس شده و به خوبی از سد پوستی عبور کنند. در نتیجه، مقداری شفافیت به دست می آید که در غیر این صورت به دلیل پراکندگی نور از بین می رود. این پدیده به طور طبیعی در تعدادی از حیوانات وجود دارد. از جمله قورباغه شیشه ای و گورخر ماهی.

یکی از راه های ایجاد این حالت در بافت های مات استفاده از ماده ای است که نور ورودی را با طول موج بسیار مشخص جذب می کند. بین جذب ماده و انعکاس آن پیوندی ریاضی وجود دارد که به آن «رابطه کرامرز- کرونیگ» می گویند و بر اساس آن، تنظیم دقیق یکی از این دو ویژگی باعث تغییر ظریف دیگری می شود.

پاکسازی پوست موش

دانشمندان دانشگاه استنفورد رنگ خوراکی بی خطری به نام “Tartrazine” پیدا کردند که بخشی از نور یک رنگ خاص را جذب می کند. این به دانشمندان اجازه داد تا ضریب شکست مایع اطراف سلول ها را تغییر دهند و به طور قابل توجهی پراکندگی نور را کاهش دهند.

این رنگ زیست سازگار است و خطری برای اعضای بدن ندارد. علاوه بر این، بسیار ارزان است و مقادیر کم برای پاکسازی پوست کافی است.

مهندسان مواد توانستند با مالیدن مخلوطی از رنگ تارتازین زرد نارنجی با آب روی پوست موش جزئیات رگ‌های خونی و اندام‌های داخلی را ببینند. آنها حتی می‌توانستند ماهیچه‌های لوله گوارش حیوانات آزمایش را ببینند.

شفاف شدن پوست فقط چند دقیقه طول می کشد. مقدار دقیق این زمان بستگی به سرعت انتشار مولکول ها در پوست دارد. پس از اتمام کار می توان این رنگ را شسته تا پوست دوباره کدر شود. تارترازین هایی که به عمق بدن نفوذ می کنند در نهایت از طریق ادرار دفع می شوند.

این استفاده شگفت‌انگیز از روابط بنیادی اپتیک ممکن است منجر به فناوری‌های جدید در زیست‌پزشکی شود. شاید در آینده، محققان بتوانند عملکرد درونی اندام‌های داخل بدن زنده را تماشا کنند. این فناوری دیدن رگ هایی را که در خون گیری و پاک کردن خالکوبی با لیزر استفاده می شود، آسان تر می کند. تشخیص زودهنگام سرطان ها نیز با این رنگ ها آسان تر خواهد بود.

البته پوست انسان ۱۰ برابر پوست موش ضخیم تر است. بنابراین مشخص نیست که آیا دقیقاً همین روش برای ما قابل اجرا است یا خیر. دانشمندان مشتاق تحقیق در این مورد در آینده هستند. آنها نتایج تحقیقات اخیر خود را در مجله Science منتشر کرده اند.

منبع: دیجیاتو