İnanılmaz Deney Cildi Şeffaf Yapmanın Bir Yolunu Ortaya Çıkardı

Stanford Üniversitesi malzeme bilimcisi Zihao Ou ve meslektaşları, hücreleri çevreleyen sıvıların ışık saçma yetenekleriyle oynayarak dokuları şeffaf hale getiren biyolojik olarak güvenli bir boya geliştirdi.

Benzer stratejilerin sonunda araştırmacıların bir organizmanın iç organlarının işleyişini canlı bir bedenin içinde çalışırken net bir şekilde gözlemlemelerine olanak sağlayacağı umuluyor.

Stanford Üniversitesi malzeme bilimcisi Guosong Hong, “İleriye baktığımızda, bu teknoloji kan almak için damarları daha görünür hale getirebilir, lazer tabanlı dövme silmeyi daha kolay hale getirebilir veya kanserlerin erken teşhisi ve tedavisine yardımcı olabilir” diyor,

Belirli bir dalga boyundaki ışık, farklı kırılma özelliklerine sahip malzemeler arasından geçtiğinde her yöne saçılarak malzemenin opak görünmesine neden olur. Bir hayvanın derisini oluşturanlar gibi ince doku katmanlarının ve onları çevreleyen sıvıların bile genellikle şeffaf olmamasının nedeni büyük ölçüde budur.

Bu tür biyolojik malzemelerin aynı kırılma indisini paylaştığı durumlarda, ışık ışınları daha derin dokulardan yansıyabilir ve sınırı düzgün bir şekilde geçerek aksi takdirde saçılma yoluyla kaybolacak bir çözünürlük düzeyi sağlayabilir. Bu, Cam kurbağaları (Hyalinobatrachium fleischmanni) ve zebra balığı (Danio rerio) dahil olmak üzere bazı hayvanlarda zaten doğal olarak gerçekleşmektedir.

Bunun şeffaf olmayan dokularda gerçekleştirilebilmesinin bir yolu, çok özel dalga boylarında gelen ışığı emen bir madde sunmaktır. Bir maddenin emilimi ile kırılması arasında Kramers-Kronig ilişkisi olarak adlandırılan matematiksel bir bağlantı, bir özelliğin ince ayarının diğerinin kesin bir dereceye kadar değişmesine izin verdiği anlamına gelir.

Araştırmacılar, tartrazin adı verilen gıda güvenli bir boyanın doğru renkteki ışığın bir kısmını emebildiğini ve böylece hücreleri çevreleyen sıvının kırılma indeksini değiştirerek saçılmayı önemli ölçüde azaltabildiğini buldular.

“Boya biyouyumludur - canlı organizmalar için güvenlidir” diye açıklıyor Ou. “Ayrıca, çok ucuz ve verimli; çalışmak için çok fazlasına ihtiyacımız yok.”

Turuncu-sarı tartrazin boya ve su karışımını fare derisine sürmek, mühendislerin kan damarları ve organların ayrıntılarını görmelerini ve hatta test hayvanının sindirim sistemindeki kasılma kaslarını gözlemlemelerini sağladı.

“Şeffaflığın ortaya çıkması birkaç dakika sürüyor” diyor Ou. “Gereken süre, moleküllerin deriye ne kadar hızlı yayıldığına bağlı.”

İşlem tamamlandıktan sonra boya yıkanarak derinin tekrar opak hale gelmesi sağlanabilir. Vücudun derinliklerine nüfuz eden herhangi bir tartrazin sonunda dışarı atılacaktır.

Çalışmayı destekleyen ABD Ulusal Bilim Vakfı program sorumlusu Adam Wax, ″Bir optikçi olarak, Kramers-Kronig ilişkisinden nasıl bu kadar çok şey elde ettiklerine hayret ediyorum - temel optik bilgisinin biyotıp dahil yeni teknolojiler yaratmak için nasıl kullanılabileceğinin harika bir örneği″ diyor.

Ancak insan derisi bir fareninkinden yaklaşık 10 kat daha kalındır, bu nedenle benzer bir yöntemin bizde işe yarayıp yaramayacağı henüz belli değildir. Araştırmacılar bu konuyu da araştırmak istiyorlar.

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.