Можно ли е да имаме провидна кожа?

Во обид да ги подобрат истражувачките способности на биолозите, хемичарите од Универзитетот Стенфорд открија дека примената на популарната боја за храна, на кожата на глувците им овозможила да биде за момент транспарентна и да можат да ги погледаат внатрешните органи и другите структури на глодарите.

Досега научниците имаа начини да ѕирнат длабоко во ткивата и телата на луѓето и другите животни само преку процедури за биопсија или откако предметот што се проучува е мртов. Можноста да се погледне внатре во живо суштество им нуди на научниците уште една алатка за анализа на биолошките функции и унапредување на нивното истражување. Тоа може да биде и похуман начин да се спроведе истражување, бидејќи не вклучува болка или смрт на животинските субјекти.

Еден од проблемите со обидите да се погледне низ кожата на живо суштество е тоа што компонентите на неговата кожа базирани на протеини и масти се многу добри во расејувањето на светлината. Сепак, истражувачите од Стенфорд открија дека примената на тартразин, прехранбена боја попозната како Yellow 5, го скротува овој ефект на расејување. Поточно, било откриено дека бојата апсорбира светлина во блиските ултравиолетови и сини делови од спектарот, што овозможи црвената и портокаловата светлина да навлезат подлабоко во ткивото на глувците. Ова во основа ја прави нивната кожа транспарентна, ефект кој лесно се менува откако бојата ќе се измие.

Aзо боја, боја за чипс и сокови

Истражувачите ја примениле бојата на абдоменот на глувците и можеле да ги набљудуваат невроните што ги означиле со флуоресцентни маркери како работат во реално време за да ја откријат подвижноста на цревата кај глодарите. Таквата техника може да помогне да се добие подобар увид во дигестивните проблеми, на пример. Тимот, исто така, ја применил бојата на черепите на глувците, што им овозможило да ја видат работата на церебралните крвни садови и на задните екстремитети на глодарите, што ја направи видлива работата на нивната мускулатура.

Молекули на боја што апсорбираат светлина

„Магијата“ користи сознанија од областа на оптиката. Молекулите на бојата што апсорбираат светлина го подобруваат преносот на светлината низ кожата со потиснување на способноста на ткивото да ја расејува светлината. Бојата, кога се меша со вода, го модифицира индексот на рефракција - мерка за начинот на кој супстанцата ја прекршува светлината - на водениот дел од ткивото за подобро да одговара на индексот на протеини и масти во ткивото. Кога материјалот апсорбира многу светлина во една боја, таа повеќе ќе ја прекрши светлината во другите бои.

„Ја комбиниравме жолтата боја, која е молекула која апсорбира најмногу светлина, особено сина и ултравиолетова светлина, со кожата, која е медиум за расејување. Поединечно, овие две работи го блокираат најголемиот дел од светлината да помине низ кожата. Но, кога ги измешавме(водата и бојата), успеавме да постигнеме транспарентност на кожата на глувчето.Откако бојата целосно се дифузираше во кожата, кожата стана проѕирна. Потребни се неколку минути за да се појави транспарентноста, потребното време зависи од тоа колку брзо молекулите се дифузираат во кожата“.

Тимот експериментирал со пилешки гради пред да спроведе работа на живи животни.Кај глувците, истражувачите биле во можност да ги набљудуваат крвните садови директно на површината на мозокот преку проѕирната кожа на черепот. Внатрешните органи на глувците биле видливи во стомакот, како и мускулните контракции кои ја движат храната низ дигестивниот тракт.

Кога светлината продира во биолошкото ткиво, голем дел од неа се расејува бидејќи структурите внатре, како што се масните мембрани и клеточните јадра, имаат различни индекси на рефракција. Како што светлината се движи од еден до друг индекс на рефракција, таа се прекршува, правејќи го ткивото непроѕирно. Истиот ефект прави моливот да изгледа свиткан кога ќе падне во чаша вода. Боите кои силно апсорбираат го менуваат индексот на рефракција на ткивата што ги апсорбираат, овозможувајќи им на научниците да се усогласат со индексите на рефракција на различни ткива и да го потиснат секое расејување.

Сегашниот пристап не може да ја направи коската транспарентна, но останува да се пробува и понатаму. Досега се тестирани само меките ткива, вклучувајќи го мозокот, мускулите и кожата.

Најизненадувачкиот дел од оваа студија е тоа што обично очекуваме молекулите на бојата да ги направат работите помалку транспарентни. На пример, ако мешате сино мастило за пенкало во вода, колку повеќе мастило додадете, толку помалку светлина може да помине низ водата. Во овој случај, кога растворуваме тартразин во непроѕирен материјал како мускул или кожа, кој вообичаено ја расејува светлината, колку повеќе тартразин додаваме, толку материјалот станува потранспарентен. Но, само во црвениот дел од светлосниот спектар. Ова е спротивно на она што обично го очекуваме со боите. Истражувачите го опишуваат процесот како „реверзибилен и повторлив“, при што кожата се враќа во својата природна боја откако бојата ќе се измие. Во моментов, транспарентноста е ограничена на длабочината во која бојата продира, но со микроигли или инјекции би можеле да ја испорачаат бојата подлабоко. Пробано е на луѓе со длабоки вени, на кои не е можно да им се земе крв, а со употреба на оваа метода, вените убаво се гледаат и нема никаков проблем.

Стаклена жаба- абдоминалната кожа на некои членови на ова семејство е проѕирна. Внатрешните органи, вклучувајќи го срцето, црниот дроб и гастроинтестиналниот тракт, се видливи преку кожата, па оттука и вообичаеното име