دانشمندان با استفاده از رنگ خوراکی توانسته اند پوست را به طور موقت شفاف کنند

در یک دستاورد بیولوژیکی که به نظر می رسد به داستان های علمی تخیلی نزدیک تر است، دانشمندان موفق شده اند 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 مایع در پراکندگی نور در اطراف سلول ها، بافت را به طور موقت نامرئی می کند.

هنگامی که نور با طول موج معین از موادی با کیفیت های انکساری متفاوت عبور می کند، در همه جهات پخش می شود. در نتیجه، مواد کدر به نظر می رسند. اغلب به همین دلیل است که بافت‌های بسیار نازک و مایع اطراف آن‌ها، مانند بافت‌های 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 که در غیر این صورت به دلیل پراکندگی نور از بین می رفت، به دست می آید. 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 شرایط در بافت مات، استفاده از ماده ای است که نور ورودی را با طول موج بسیار خاصی جذب می کند. یک رابطه ریاضی بین جذب و انعکاس ماده وجود دارد که به آن رابطه کرامرز- کرونیگ می گویند که بر اساس آن تنظیم یکی از این ویژگی ها منجر به تغییر خوبی در دیگری می شود.

تمیز کردن پوست موش

دانشمندان دانشگاه استنفورد یک رنگ خوراکی بی خطر به نام…تارترازینمشخص شد که تارترازین بخشی از نور رنگ مورد نظر 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 برای اعضای بدن خطری ندارد. علاوه بر این، بسیار ارزان است و مقادیر کم آن برای پاکسازی پوست کافی است.

مهندسان مواد توانستند جزئیات رگ‌های خونی و اندام‌های داخلی را با مالیدن مخلوطی از رنگ زرد نارنجی تارتازین و آب روی پوست موش مشاهده کنند. آنها حتی می توانند ماهیچه های لوله های گوارشی حیوانات آزمایش را ببینند.

شفاف شدن پوست فقط چند دقیقه طول می کشد. مقدار دقیق این زمان بستگی به سرعت پخش 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 تکنیک‌های جدیدی در زیست‌پزشکی شود. شاید در آینده، محققان بتوانند عملکرد درونی اندام ها را در داخل بدن تماشا کنند. این فناوری دیدن رگ‌های مورد استفاده برای خون‌گیری و حذف خالکوبی با لیزر را آسان‌تر می‌کند. تشخیص زودهنگام سرطان نیز با استفاده از این رنگ ها آسان تر خواهد بود.

البته پوست انسان ده برابر پوست موش ضخیم تر است. بنابراین مشخص نیست که آیا همین روش در مورد ما صدق می کند یا خیر. دانشمندان مشتاق هستند در آینده این موضوع را بررسی کنند. آنها نتایج تحقیقات اخیر خود را در مجله Science منتشر کردند.