To jedno z tych doniesień, które na pierwszy rzut oka wydają się żartem albo fanaberią szalonego naukowca – bohatera kiepskiego filmu. Zihao Ou z Uniwersytetu Stanforda i współpracownicy odkryli, w jaki sposób uczynić skórę szczura przezroczystą. Kluczowym składnikiem ich receptury jest tarazyna – pomarańczowy jadalny barwnik (na produktach żywnościowych oznaczany etykietą E102), który m.in. nadaje smakowity kolor nachosom. Opracowana przez badaczy ze Stanforda i opisana w „Science” procedura jest odwracalna. I choć z pozoru wygląda na magię, jest w istocie wykorzystaniem zaawansowanej wiedzy z fizyki.
Recepta na przezroczystą skórę
O tym, czy dany materiał jest przezroczysty, decydują dwie składowe: współczynnik rozpraszania światła i współczynnik pochłaniania światła (wpływają m.in. na to, jak ciemny jest materiał i jaki ma kolor). Zihao Ou i współpracownicy wyszli od spostrzeżenia, że w materiałach biologicznych współczynnik rozpraszania światła jest znacznie silniejszy (od dziesięciu do tysiąca razy) od współczynnika pochłaniania światła. Do rozpraszania światła dochodzi, ponieważ związki chemiczne budujące tkanki (woda, tłuszcze, białka itd.) w różny sposób załamują padające na nie światło.
Jeśli zastąpimy wodę innym związkiem albo pozbędziemy się tłuszczu, będziemy w stanie wyrównać poziom załamywania światła – dzięki czemu materiał będzie je w mniejszym stopniu rozpraszał. Ale takie metody są zbyt inwazyjne lub toksyczne, by stosować je na żywych organizmach. Dlatego autorzy omawianego badania postanowili szukać innych sposobów.
Teoretyczne analizy doprowadziły ich do mało intuicyjnego wniosku, że rozwiązaniem problemu rozpraszania światła przez tkanki może być zastosowanie substancji, która bardzo silnie światło pochłania – a taką jest właśnie rozpuszczona w wodzie tarazyna.
Przezroczysta skóra: liczne korzyści
Efekt? Przezroczysta skóra na brzuchu żywego szczura, przez którą w świetle czerwonym można obserwować narządy, w tym ruchy jelit i ich synchronizację z aktywnością neuronów. Przezroczysta skóra na głowie szczura, pod którą widoczne są naczynia krwionośne. Dla zobrazowania potencjału tej metody roztworem tarazyny skropiono pierś z kurczaka umieszczoną na kartce z wydrukowanym słowem „Stanford”. Po chwili napis stał się widoczny.
Autorzy badań przyznają, że w przypadku ludzi dokładnie ta sama procedura nie da równie spektakularnego efektu, bo nasza skóra jest znacznie grubsza. Ale odkrycie i tak jest przełomowe – otwiera drogę do nowych, nieinwazyjnych i tanich metod medycznego obrazowania. Lekarzom w przyszłości łatwiej będzie stwierdzić, co nam dolega.
„Tygodnik Powszechny” – jedyny polski tygodnik społeczno-kulturalny.
30 tys. Czytelniczek i Czytelników. Najlepsze Autorki i najlepsi Autorzy.
Wspólnota, która myśli samodzielnie.
Artykuł pochodzi z numeru Nr 39/2024
