Vědci ze Stanfordovy univerzity zjistili, že po nanesení žlutého potravinářského barviva tartrazinu na kůži myší, dojde k jejímu zprůhlednění, a tak je možné sledovat jejich střeva a břišní orgány či cévy v mozku bez nutnosti chirurgického výkonu. Po smytí barviva získá kůže opět normální barvu..

Potravinářské barvivo po nanesení dočasně zprůhlední kůži, svaly a pojivové tkáně. Když jej vědci nanesli na břicho myši, mohli sledovat její játra, střeva a močový měchýř, po nanesení na temeno hlavy pak zase mohli odborníci snadno pozorovat cévy v mozku zvířete.

Poté, co barvivo smyli, získala ošetřená kůže opět normální barvu. Vědci věří, že postup otevírá řadu možností využití u lidí, od lokalizace zranění a hledání žil pro odběr krve až po sledování poruch trávení či identifikaci nádorů.

„Místo spoléhání se na invazivní biopsie by lékaři mohli být schopni diagnostikovat hluboko uložené nádory pouhým vyšetřením tkáně člověka,“ domnívá se doktor Guosong Hong, vedoucí výzkumník projektu.

„Tato technika by mohla rovněž snížit bolestivost odběrů krve, protože by sestry s její pomocí snadno lokalizovaly vhodné žíly pod kůží.“ V současné době je průhlednost omezena na hloubku, do které barvivo pronikne, ale Hong se domnívá, že by do budoucna mělo být možné barvivo dodat hlouběji do tkání s použitím mikrojehličkové náplasti nebo injekce.

Kouzlo tkví v indexu lomu

Když světlo proniká do biologické tkáně, velká část se ho rozptýlí, protože struktury uvnitř těla, jako jsou tukové membrány a buněčná jádra, mají různé indexy lomu. Jak světlo prochází prostředím s různými indexu lomu, ohýbá se a tkáň je tak neprůhledná.

Stejný efekt způsobí i to, že se po vhození do sklenice vody tužka jeví jako ohnutá. Na základě toho začal doktor Zihao Ou a jeho kolegové ze Stanfordu teoretizovat, že konkrétní barviva mohou umožnit, aby určité vlnové délky světla procházely snadněji kůží a jinými tkáněmi.

Silně absorbující barviva mění index lomu tkání, které je vstřebají, což umožňuje vědcům porovnat indexy lomu různých tkání a potlačit jakýkoli rozptyl. V sérii experimentů se jim podařilo vůči červenému světlu zprůhlednit čerstvá kuřecí prsa poté, co je ponořili do roztoku tartrazinu, žlutého potravinářského barviva.

To snížilo rozptyl světla uvnitř tkáně a umožnilo paprskům proniknout hlouběji. Poté přistoupili k pokusům na myších, kdy jim barvivo natřeli na kůži na břiše. Byli díky tomu schopní pozorovat jejich střeva a orgány.

Čím více tartrazinu, tím průhlednější tkáň

„Obvykle očekáváme, že molekuly barviva učiní věci méně průhlednými. Pokud například smícháte modrý inkoust s vodou, platí, že čím více inkoustu přidáte, tím méně světla může projít vodou,“ vysvětluje Hong.

„V našem experimentu to ale bylo naopak. Čím více tartrazinu jsme nanesli na neprůhledný materiál, jakým je sval nebo kůže, který normálně rozptyluje světlo, tím průhlednější byl. Ale pouze v červené části světelného spektra.“.

Postup ještě nebyl testován na lidech, výzkumníci tak budou muset prokázat, že je jeho použití bezpečné, zvláště pokud by barvivo mělo být vstříknuto pod kůži. Jiní nicméně mohou z tohoto průlomového zjištění těžit rovnou.

Mnoho vědců studuje přirozeně průhledná zvířata, jako jsou zebřičky, aby viděli, jak se u živých tvorů vyvíjejí orgány a rysy nemocí, jako je rakovina. S transparentními barvivy by se tímto způsobem dalo studovat mnohem širší spektrum zvířat.