رنگ خوراكی موجود در مواد غذایی می‌تواند پوست موش‌ها را شفاف كند

رنگ خوراكی موجود در مواد غذایی می‌تواند پوست موش‌ها را شفاف كندعلوم پایه و مهندسیعلمیدوشنبه ۱۹ شهریور ۱۴۰۳ - ۱۸:۵۰مطالعه 5 دقیقهآنیتا طاهرانپورتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتتكنیك جدید دانشمندان برای شفاف‌سازی موقت پوست با استفاده از رنگ تارترازین، می‌تواند روشی غیرتهاجمی را برای بررسی درون بدن موش‌های زنده ارائه دهد .

تبلیغاتدر مطالعه‌ای كه اخیرا در ساینس منتشر شد، محققان محلولی از رنگ تارترازین را كه رنگ رایج غذاها، داروها و لوازم آرایشی است، روی موش‌های زنده مالیدند تا بافت‌های آن‌ها شفاف شود و پنجره‌ای موقتی ایجاد كند كه اندام‌ها، ماهیچه‌ها و رگ‌های خونی را در موش‌ها نشان دهد .

به‌كارگیری محلول تارترازین روی پوست موش‌های زنده ممكن است روش كمتر تهاجمی جدیدی را برای نظارت بر حیوانات زنده‌ی مورد استفاده در تحقیقات پزشكی ارائه دهد. روش جدید ممكن است در مدل‌های موش كه هدف از بررسی آن‌ها، درك سیستم عصبی و بیماری‌های عصبی است، مفید باشد .

این اولین بار است كه دانشمندان از تكنیك تارترازین استفاده می‌كنند. این روش، شكل جدیدی از تكنیك «شفاف‌سازی بصری بافت» است كه هنوز روی انسان آزمایش نشده، اما ممكن است روزی راهی برای مشاهده و نظارت بر جراحی‌ها یا بیماری‌ها بدون نیاز به تجهیزات تصویربرداری تخصصی یا جراحی تهاجمی ارائه دهد .

روش جدید ساده بود و دانشمندان از تارترازین، رنگ بی‌خطر مواد غذایی كه در خوراكی‌های موجود سوپرماركت‌ها یافت می‌شود و از چندین اصل اساسی فیزیك برای شفاف‌كردن پوست موش‌ها استفاده كردند. دانشمندان رنگ خوراكی غلیظ را كه در جذب نور عالی است، در آب حل كردند و سپس محلول را روی پوست قرار دادند .

محلول ضریب شكست مواد بافت را متعادل می‌كند كه باعث می‌شود به‌طور موقت پوست شفاف شود.عكاس: Zihao Ouبافت بیولوژیكی مملو از مواد مختلف، از پروتئین‌ها گرفته تا چربی‌ها و مایعات است و هر ماده در خم‌كردن یا شكست نور متفاوت عمل می‌كند .

این ویژگی ضریب شكست یك ماده نامیده می‌شود.اگر ذرات نور به مرز بین دو ماده با ضریب شكست متفاوت برخورد كنند، مجبور به تغییر جهت یا پراكندگی می‌شوند. در حالی كه نور به راحتی می‌تواند مستقیماً از مواد شفاف عبور كند، مواد مات در مسیر نور قرار می‌گیرند و نور را به جهات مختلف می‌فرستند .

هنگامی كه به مواد نگاه می‌كنید، آن نور به چشم شما منعكس می‌شود و بنابراین، مغز آن نور پراكنده‌شده را یك جسم مات تفسیر می‌كند.رنگ تارترازین ضریب شكست آب را تغییر می‌دهد تا پوست شفاف شودگوشت حیوانات عمدتا از آب و چربی است كه نور را در زوایای مختلف شكست می‌دهند .

یك ذره‌ی سبك یا فوتون كه در شرایط عادی در بافت حركت می‌كند، از ذره‌ی آب به ذره‌ی لیپیدی می‌رود، به اطراف جهش می‌كند؛ درنتیجه، مسیری طولانی و پر‌پیچ‌و‌خم را می‌گذراند و در انتها اغلب توسط یكی از مولكول‌های متعددی كه در طول مسیر با آن برخورد می‌كند، جذب می‌شود .

اما رنگ تارترازین از طریق جذب قدرتمند طول موج‌های آبی نور، ضریب شكست آب را تغییر می‌دهد تا بسیار نزدیك به چربی باشد. در نتیجه، یك فوتون می‌تواند از پوست تقریباً به گونه‌ای عبور كند كه گویی بافت همگن است و مسیر كوتاه‌تری را طی می‌كند كه احتمال جذب نور را كاهش می‌دهد و در نهایت داخل بدن موش را به گونه‌ای آشكار می‌كند كه گویی پوست شفاف است .

پس از آنكه آزمایش‌های اولیه نشان داد كه تارترازین می‌تواند برش‌های سینه مرغ را شفاف كند، تیم تحقیقاتی به سمت موش‌های آزمایشگاهی رفت. محققان محلول تارترازین را روی پوست سر جوندگان مالیدند و سپس حیوانات را زیر میكروسكوپ مشاهده كردند .

عكس‌های متحرك از یك ویدیوی تصویربرداری بی‌درنگ، روند تغییر بافت سینه مرغ را نشان می‌دهد كه پس از غوطه‌ور‌شدن در محلول ۰٫۶ مولار تارترازین از كدورت به شفافیت می‌رود. روند، محدوده ۰٫۲ تا ۶۰ ثانیه پس از استفاده‌ی محلول تارترازین را نشان می‌دهد .

نوار مقیاس نشان‌دهنده‌‌‌ی پنج میلی‌متر است.عكاس: Guosong Hong / Stanford Universityاستفاده از رنگ روی پوست سر به تیم تحقیقاتی امكان داد تا ساختار رگ‌های خونی كوچك مغز را در سطح جمجمه‌ی موش‌ها با وضوح میكرومتر (۰٫۰۰۱ میلی‌متر) ببینند .

محققان با گذاشتن رنگ روی شكم، توانستند اندام‌هایی مانند كبد، مثانه و روده‌های موش را كه با هضم غذا منقبض می‌شوند و همچنین حركات ظریف شكم ناشی از تنفس و ضربان قلب را، به وضوح ببینند. محققان همچنین از این محلول روی پای موش استفاده كردند و توانستند ساركومر، فیبرهای عضلانی زیر پوست، را تشخیص دهند .

تكنیك رنگ تارترازین می‌تواند بافت‌ها را تنها تا عمق سه میلی‌متر شفاف كند، بنابراین در‌حال‌حاضر كاربرد عملی محدودی برای بافت‌های ضخیم‌تر و حیوانات بزرگ‌تر دارد.اما از آنجایی كه تارترازین یك رنگ خوراكی است، استفاده از آن روی موش‌های زنده خطری ندارد و روشی برگشت‌پذیر محسوب می‌شود؛ یعنی وقتی رنگ شسته شود، پوست به سادگی به حالت مات برمی‌گردد .

دانشمندان تشخیص دادند كه تارترازین در عرض ۲۴ ساعت از بدن عبور می‌كند، التهاب یا تحریك كمی به‌وجود می‌آورد و «حداقل سمیت سیستمیك» را نشان می‌دهد.تیم تحقیقاتی ۲۱ رنگ مصنوعی مختلف را قبل از انتخاب تارترازین بسیار جاذب، كه بیشتر به عنوان زرد شماره‌ی پنج شناخته می‌شود، بررسی كردند .

تارترازین ضریب شكست مولكول‌هایی را كه با آن‌ها مواجه می‌شود، یكنواخت‌تر می‌كند و نور قرمز و زرد را مانند رنگ بافت زیرین از خود عبور می‌دهد.عكس‌هایی از «فانتوم‌های پراكنده‌كننده» یا نمونه‌هایی متشكل از هیدروژل‌های آگارز كه توزیع نوری بافت انسان را تقلید می‌كنند .

فانتوم‌ها حاوی غلظت فزاینده تارترازین هستند. نوار مقیاس نشان‌دهنده‌ی پنج میلی‌متر است.محققان غلظت‌های مختلف رنگ را روی «فانتوم‌های پراكنده‌كننده» (نمونه‌های مربعی كه توزیع نوری بافت‌های انسانی را تقلید می‌كنند) و برش‌های سینه مرغ خام آزمایش كردند .

سپس به آرامی رنگ را روی پوست موش‌های بیهوش ماساژ دادند؛ به‌طوری كه مانند یك «كرم صورت» جذب شد. در كمتر از ۱۰ دقیقه، تیم شروع به دیدن ویژگی‌های داخلی در زیر لایه‌های بالایی بافت زیر نور مرئی كرد. اگر تارترازین شسته نمی‌شد، اثر آن حدود ۱۰ تا ۲۰ دقیقه قبل از اینكه پوست به حالت اولیه خود بازگردد، باقی می‌ماند .

بیشتر بدانیمتقلید از ماهی مركب برای نامرئی‌كردن سلول‌های انسان17 خرداد 99مطالعه '3هك‌كردن سلول‌های انسان با هدف به‌دست‌آوردن توانایی استتار ماهی مركب17 فروردین 02مطالعه '5هرچند با استفاده از تارترازین در آزمایش‌های انسانی فاصله داریم، ممكن است روزی كاربردهای پزشكی مفیدی داشته باشد .

هونگ پیشنهاد می‌كند كه روش جدید به‌طور بالقوه ممكن است به تشخیص زودهنگام سرطان پوست كمك و پاك‌كردن خالكوبی با لیزر را ساده‌تر كند. او می‌گوید، همچنین ممكن است سیاهرگ‌ها را برای خون‌گیری یا تزریق مایعات از طریق سوزن، به‌ویژه در بیماران مسن با رگ‌هایی كه یافتن آن‌ها دشوار است، قابل‌مشاهده‌تر كند .

هونگ  معتقد است در برخی موارد، استراتژی تارترازین ممكن است گزینه‌ی قانع‌كننده‌تری نسبت به استفاده از فناوری‌های تصویربرداری مانند تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) و اولتراسوند باشد. او می‌گوید این روش ممكن است برای آزمایش با موش‌ها و سایر حیوانات واقعا مفید باشد؛ زیرا به شما امكان می‌دهد جزئیات را در سطح میكروسكوپی ببینید .

سایر تكنیك‌ها مانند ام‌آر‌آی، سی‌تی‌اسكن و سونوگرافی این سطح از جزئیات را ارائه نمی‌دهند.برای استفاده از تارترازین روی پوست انسان راه زیادی مانده استپس از حذف رنگ، محققان هیچ عارضه‌ی جانبی نامطلوبی را در موش‌ها مشاهده نكردند .

زیهائو اوو، سرپرست مطالعه و استادیار فیزیك در دانشگاه تگزاس، می‌گوید تارترازین و مولكول‌های مشابه و كارآمدتر باید برای استفاده‌ی انسانی از نظر ایمنی بیشتر آزمایش شوند. تارترازین ممكن است باعث واكنش‌های آلرژیك شود .