Новая технология делает кожу невидимой
Исследователи разработали новый способ видеть органы внутри тела, делая вышележащие ткани прозрачными для видимого света. Парадоксальный процесс — местное нанесение безопасных для пищевых продуктов красителей - был обратим в тестах на животных и в конечном итоге может быть применен для широкого спектра медицинской диагностики, от выявления повреждений до мониторинга расстройств пищеварения и выявления раковых заболеваний.
Исследователи из Стэнфордского университета опубликовали исследование под названием "Достижение оптической прозрачности у живых животных с помощью поглощающих молекул" в журнале Science от 6 сентября 2024 года.
"В перспективе эта технология может сделать вены более заметными для взятия крови, упростить удаление татуировок с помощью лазера или помочь в раннем выявлении и лечении рака", - сказал доцент кафедры материаловедения и инженерии Стэнфордского университета Госонг Хонг, который помогал руководить этой работой.
"Например, в некоторых методах лечения используются лазеры для удаления раковых и предраковых клеток, но они ограничены областями, расположенными вблизи поверхности кожи. Этот метод может улучшить проникновение света".
Осветляющее решение
Чтобы освоить новую технику, исследователи разработали способ предсказать, как свет взаимодействует с окрашенными биологическими тканями.
Эти предсказания требовали глубокого понимания рассеяния света, а также процесса преломления, при котором свет меняет скорость и изгибается при переходе из одного материала в другой.
Рассеяние - это причина, по которой мы не можем видеть сквозь наше тело: жиры, жидкости внутри клеток, белки и другие материалы обладают разным показателем преломления, свойством, которое определяет, насколько сильно будет изгибаться входящая световая волна.
В большинстве тканей эти материалы плотно прилегают друг к другу, поэтому различные показатели преломления приводят к рассеянию света при его прохождении. Именно эффект рассеяния воспринимается нашими глазами как непрозрачность окрашенных биологических материалов.
Исследователи поняли, что если они хотят сделать биологический материал прозрачным, то должны найти способ согласовать различные показатели преломления, чтобы свет мог беспрепятственно проходить сквозь него.
Опираясь на фундаментальные знания в области оптики, исследователи пришли к выводу, что красители, которые наиболее эффективно поглощают свет, могут также быть очень эффективными в равномерном направлении света в широком диапазоне показателей преломления.
Одним из красителей, который, по прогнозам исследователей, будет особенно эффективным, был тартразин, пищевой краситель, более известный как FD & C Yellow 5. Оказывается, они были правы: при растворении в воде и всасывании в ткани молекулы тартразина приобретают идеальную структуру, соответствующую показателям преломления, и предотвращают рассеяние света, что приводит к прозрачности.
Исследователи сначала проверили свои прогнозы на тонких ломтиках куриной грудки. По мере увеличения концентрации тартразина показатель преломления жидкости в мышечных клетках повышался до тех пор, пока не сравнялся с показателем преломления мышечных белков — ломтик становился прозрачным.
Затем исследователи осторожно нанесли на мышей временный раствор тартразина. Сначала они нанесли раствор на кожу головы, чтобы сделать кожу прозрачной и показать кровеносные сосуды, пересекающие мозг. Затем они нанесли раствор на брюшную полость, который через несколько минут исчез, демонстрируя сокращения кишечника и движения, вызванные сердцебиением и дыханием.
С помощью этого метода можно было различать детали в масштабе микрон и даже наблюдать под микроскопом. Когда краситель был смыт, к тканям быстро вернулась нормальная непрозрачность. Тартразин, по-видимому, не оказывал долгосрочного воздействия, и его избыток выводился с отходами в течение 48 часов.
Исследователи подозревают, что введение красителя должно привести к еще более глубокому изучению организмов, что может иметь значение как для биологии, так и для медицины.
Старые формулы открывают новые возможности в медицине
Проект начинался как исследование того, как микроволновое излучение взаимодействует с биологическими тканями.
Изучая учебники по оптике 1970-х и 1980-х годов, исследователи обнаружили два ключевых понятия: математические уравнения, называемые соотношениями Крамерса-Кронига, и явление, называемое колебаниями Лоренца, при котором электроны и атомы резонируют внутри молекул при прохождении через них фотонов.
Хорошо изученные на протяжении более ста лет, но не применяемые в медицине таким образом, эти инструменты оказались идеальными для прогнозирования того, как тот или иной краситель может повысить показатель преломления биологических жидкостей, чтобы они идеально сочетались с окружающими жирами и белками.
Аспирант-исследователь Ник Роммельфангер, работающий в рамках стипендии NSF для научных исследований, был одним из первых, кто осознал, что те же модификации, которые делают материалы прозрачными для микроволн, могут быть адаптированы для воздействия на видимый спектр, что потенциально может найти применение в медицине.
Молекула среди многих других.
Перейдя от теории к экспериментам, научный сотрудник Цзыхао Оу, ведущий автор исследования, заказал несколько стойких красителей и начал процесс тщательной оценки каждого из них на предмет идеальных оптических свойств.
В конечном счете, команда выросла до 21 студента, сотрудников и консультантов, задействовав несколько аналитических систем.
Одной из наиболее важных систем оказался эллипсометр десятилетней давности, расположенный среди новейшего оборудования в Stanford Nano Shared Facilities, являющейся частью Национальной координируемой инфраструктуры нанотехнологий NSF (NNCI).
Эллипсометр - это инструмент, используемый в производстве полупроводников, а не в биологии. Однако, возможно, впервые в медицине исследователи поняли, что он идеально подходит для прогнозирования оптических свойств целевых красителей.
"Передовые исследовательские центры постоянно стремятся найти правильный баланс, предоставляя доступ к базовым инструментам и опыту, одновременно освобождая место для более новых, крупных и мощных приборов", - сказал программный директор NSF Ричард Нэш, который курирует NNCI NSF.
"Хотя такая базовая рабочая лошадка, как эллипсометр, редко попадает в заголовки газет, она, тем не менее, может сыграть решающую роль при использовании в нетипичных целях, как в данном случае. Открытый доступ к таким приборам является основой для совершения новаторских открытий, поскольку эти инструменты могут быть использованы по-новому для получения фундаментального представления о научных явлениях".
Исследователи надеются, что благодаря методам, основанным на фундаментальной физике, их подход откроет новую область исследований по подбору красителей для биологических тканей на основе оптических свойств, что потенциально приведет к широкому спектру медицинских применений.
"Как специалист по оптике, я поражен тем, как много они получили, используя отношения Крамерса и Кенига", - сказал руководитель программы NSF Адам Вакс, который поддерживал работу Хонга.
"Каждый студент-оптик знает о них, но эта команда использовала уравнения, чтобы выяснить, как сильно впитывающийся краситель может сделать кожу прозрачной. ... Хонг смог сделать шаг в новом смелом направлении, что стало прекрасным примером того, как фундаментальные знания в области оптики могут быть использованы для создания новых технологий, в том числе в биомедицине".
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Взгляды американцев на НЛО

Группы уфологов, пытающиеся связаться с НЛО

Древний Шумер пал от ядерного удара

Древняя шумерская астрономия в графстве Уилтшир

Загадка четвёртой пирамиды Гизы

Имеют ли НЛО земные объяснения

Инопланетные технологии и политика в отношении НЛО

Инопланетянам было бы всё равно, кто президент

Контактеры являются современными шаманами

Куда исчезли пирамиды посреди египетского озера

Мы не знаем истинных размеров египетских пирамид

Наука пока не готова к детям на Луне и Марсе

НЛО и круги на полях. Верить или нет

Опрос показал скептическое отношение к НЛО

Опыт службы в спецназе подготовил к НЛО

Первый официальный отчёт о НЛО

Правительство США скрывает информацию об НЛО

Разрешили один из самых странных споров

Создали практически неразрушимый алмаз

Таинственный метаморф у водопада Деттифосс

Мобильные стенды и рекламные конструкции. Как организовать пространство мероприятия

Верите ли вы в НЛО. Ответ теолога

Грибы заложили основу человеческой цивилизации

Живые клетки можно перепрограммировать

Загадки, метеоры и фу-файтеры

Зеркало как портал

Инопланетяне живут в океанах Земли

Кем были гиганты, правившие до ацтеков

Кто такой Чёрный человек и зачем он приходит к людям

Куда исчез Колосс Родосский

Огромный комплекс курганов скрывался на виду

Одежда, которая сбивает с толку системы видеонаблюдения

Одержимость Трампа НЛО принимает унизительный оборот

Путешествие маори в Антарктиду

Самая опасная часть раскрытия информации об НЛО

Таинственная дорога Бимини - путь в Атлантиду

Тайна гигантского Зуба Будды

Тёмные времена Кали-юги

Убедительные признаки существования тёмной материи

Уфолог рассказал о близких контактах

Хроники необычных явлений XVI–XVII веков

Древние легенды о посланцах с небес

Древний бог, враг и хранитель мироздания

Жена астронавта раскрыла лунные тайны

Жизнь, смерть и жизнь подавленных воспоминаний

За что на самом деле истребили кентавров

Загадочный затерянный континент инопланетян

Инженер НАСА увидел НЛО, осветившее небо

Как космические камни превращаются в метеориты

Как получать изображения каменистых экзопланет

Как путешествие Солнца сформировало климат Земли

Как разум возник из бессознательной материи

Метеоритная пыль хранит следы магнетизма

Неопознанные биологические объекты

Огромный дискообразный корабль заметили над США

Открытие гигантских скелетов в Огайо

Первое НЛО в США оказалось посланцем мира духов

Самая опасная часть раскрытия НЛО - не инопланетяне

Сверхпроводимость, усиленная вакуумными флуктуациями

Христиане расходятся во мнениях о науке о разуме

Четырехзвездная система, затмевающая саму себя

Воздушный корабль иезуита

Вспышки чёрных дыр становятся всё тусклее

Гидрид железа переходит в экзотическое состояние

Древняя раса крылатых существ

Изменение ядерной геометрии кислорода и неона

Инопланетяне живут в океанах Земли

Исследование верований в НЛО

Каллисто привлекает меньше всего внимания

Капли РНК способствовали зарождению жизни на Земле

Китай запускает лунную миссию по поиску водяного льда

Кто возвел мегалитическую стену в селе Чусовое

Куда инопланетяне увезли целую деревню

Луна - космический корабль пришельцев

Марсоход обнаружил огромное поле многоугольников

Миф незаметно превратился в фольклор

НЛО - это, по сути, американские технологии

Новые модели показывают, что Земля - не случайность

Темная энергия и квантовая гравитация взаимосвязаны

Ученые считают, что обнаружили остатки Ноева ковчега

Я поговорила с призраком одной из жертв

Как изменение выхлопа влияет на звук автомобиля

Выбор диагностических сканеров. Оборудование для автодиагностики и критерии выбора

Анализ научной литературы с помощью ИИ

Впервые в истории получена квантовая запутанность

Карта песчаных дюн дает подсказки о далеких мирах

Книга 'Мы хотим верить' исследует реальность НЛО

Металлы НЛО оказались не земного происхождения

Новые рассекреченные документы об НЛО

Океан, хранящий скрытую историю Земли

Первые мгновения существования Вселенной

Первый в мире аэровокзал для аэротакси

Правительство США лжет в новостях об НЛО

Признаки двойного взаимодействия Хиггса

Роботы займут рабочие места на кухнях и аптеках

Серу обнаружили вокруг редкого класса звезд

Сканируйте книги пока их не уничтожил ИИ

Содержит ли правительство США тела инопланетян

Создали невидимые и невесомые линзы для VR-очков

Солнечные, магнитные и энергетические паруса

США скрывают четыре инопланетных вида

Тела инопланетян переместили в медицинские институты

Учёный НАСА использовал телепатию

Ванга предсказала дату конца света

Время и пространство не существуют

Загадка Ноева ковчега углубляется

Здоровье и космические полеты

Микробы могут выжить на южном полюсе Луны

Насколько мы близки к инопланетной жизни

НЛО преследовал меня прежде чем исчезнуть в море

Обнаружен Манхэттен на Марсе

Передача рабочих задач ИИ имеет свою цену

Правда о наблюдениях НЛО над Канадой

Самая быстрая из известных звезд Млечного Пути

Секрет квантовых вычислений заключается в негативности

Странный объект замечен на Марсе

США скрывают несколько инопланетных видов

США скрывают тела четырех видов инопланетян

Трампу следует действовать быстро в отношении НЛО

Треть американцев изменили свое мнение об НЛО

Учёный видел свидетельства обнаружения тел инопланетян

ФБР подробно описывает странный объект в небе

Физик обнаружил частицы, совершающие невозможное

Врата в инопланетную базу на Меркурии

Десять необычных достопримечательностей США

Жуткое предсказание физика о конце света

Запустили прототип биологического ЦОД

Земные микробы могут выжить на Луне

ИИ Grok начал отвечать бессвязной чушью

ИИ на самом деле просто выполнял инструкции

Людей научились распознавать по обычному Wi-Fi

Микробиологи нашли у иммунных клеток осязание

На марсианском побережье обнаружены руины города

Необычная перестройка иммунитета у супердолгожителей

НЛО наблюдает за миссией НАСА 1967 года

НЛО ромбовидной формы замечен над Китаем

Новые доказательства библейской истории о Моисее

Плазменный шар посетил дом уфолога

Планеты из других галактик обнаружили в Млечном Пути

Пророки говорят - Конец света близок

Роботы пришли на службу в полицию Китая

Тайна затерянного египетского города

ЦРУ помогло становлению компании Apple

Оборудование для автодиагностики и чип-тюнинга китайских автомобилей

Были ли денисовцы высокими

Древний город на Красной планете

Загадочные вспышки осветили пустыню в Калифорнии

Закономерность, выявленная в квантовой материи

Инопланетяне разгуливают по Марсу

Информатор раскроет подробности о инопланетянах

Как услышать голоса своих частей тела

Мистическое место Лысая гора

Обнаружили инопланетный объект на дне океана

Подозреваемый в убийстве секретного ученого

Почему НЛО - главная угроза для военных баз США

Правительство США скрывает тела инопланетян

Присутствие инопланетян на Красной планете

Радиационные исследования Туринской плащаницы

Соревнования по созданию радиотелескопа на Луне

Странные случаи наблюдения НЛО в Америке

США скрывают останки инопланетных видов

Тела четырех различных инопланетных видов

Темные звезды оставили после себя эхо

Трампа просят показать тела инопланетян

Жизнь после исчезновения струй черных дыр

Земля - лаборатория или новый дом

ИИ может усугубить политическую поляризацию

Инопланетяне - соседи землян из другого пространства

Инопланетяне наблюдают за нами как зоопарке

Как можно объяснить внешний вид Деймоса

Какое количество пыли с Марса безопасно для дыхания

Марсианский минерал, из которого образуются рубины

Марсолеты будут оснащены революционной антенной

Новый инструмент измеряет биологический возраст клеток

Оборотень из Фликстона

Получены снимки кратера от ракеты Falcon 9 на Луне

Почему христиане никогда не упоминают демонов

Саркофаги фараонов - копии инопланетных кресел

Связь между противоречивыми убеждениями и конспирологией

Сувениры из этого города проклинают туристов

Тайна вымерших рас белых гигантов

Теория скрытых звёзд

Что подразумевают под межпространственными существами

Ядерный удар по астероиду может нас спасти

Изготовление пластиковых табличек. Точная визуальная коммуникация для бизнеса

Автомобиль в собственность без банка. Выкуп, рассрочка, раскат и лизинг

Наверх
Яндекс.Метрика