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

Выяснили происхождение странной пары планет

Жизнь на Земле зависела от редкого металла

Жуткая аудиозапись экипажа Аполлона-12

Инопланетяне - правда или вымысел

Катастрофическое раскрытие информации

Моя встреча с призраком Брюса Форсайта

Мы должны относиться к Земле как к звездолету

НЛО над Мичиганом скрыт в досье Трампа

Новые файлы со взрывоопасными данными

От светящихся зеленых шаров до летающих дисков

Ошеломляющие сообщения о зеленых шарах

Парк Юрского периода в реальной жизни

Понимание расширения Вселенной и темной энергии

Пугающая встреча офицера разведки США с НЛО

Разумные инопланетяне где-то там

Столкновение НЛО с группой истребителей

Температурные карты Марса в высоком разрешении

Файлы об НЛО могут иметь неприятные последствия

Шары и таинственные объекты

Эпоха контроля разума и секретных экспериментов

Карго-доставка из Китая для новичков. Пошаговый алгоритм от закупки до получения

Бесчисленные оранжевые шары роятся над США

Видеоролики с НЛО, опубликованные в новой базе данных

Власти США опубликовали десятки роликов с НЛО

Загадочные круги на полях в 2026 году

Истребитель сбивает НЛО в недавнем видео Пентагона

Маленький городок стал точкой притяжения НЛО

Марсоход обнаружил странную пирамиду

Мета голосует за тотальную слежку

НЛО над Казахстаном

НЛО, сбитый американским истребителем

О чем говорит нам вторая партия файлов об НЛО

Пентагон публикует новую партию файлов об НЛО

Почему гора Таганай начала качаться

Пять фактов из новых файлов Трампа об НЛО

Сообщения о наблюдениях НЛО по всему Мэриленду

Столкновение истребителя с НЛО над озером Гурон

Тайны архивов АНБ

Уточнили места для поиска внеземных цивилизаций

Ученые верят в инопланетян, но смеются над НЛО

Ярмарка НЛО в Пайн-Буше

Американский истребитель сбивает НЛО над Мичиганом

Видеозаписи и документы военных США об НЛО

Военное министерство США опубликовало файлы об НЛО

Вторая серия материалов об НЛО

Как создавать экзотическую квантовую материю

Как создаются миры-изгои

Компания Пантекс упоминается в документах об НЛО

Крошечный мир с атмосферой, которой не должно быть

Материалы об НЛО рассекреченные Пентагоном

Министерство войны обнародавало партию файлов об НЛО

Мы больше не являемся главными хищниками планеты

Мы не были одни в течение 77 лет

Необъяснимые зеленые шары и летающие диски

НЛО заметили с круизного лайнера у берегов Канкуна

Новая партия файлов об НЛО

Пентагон опубликовал вторую серию документов об НЛО

Последняя партия файлов и видеозаписей об НЛО

Рассекреченные файлы Пентагона об НЛО

Самые популярные теории об инопланетянах

Следующая порция файлов об НЛО

Состав поверхности близлежащей суперземли

Столкновение F-16 над озером Гурон в Мичигане

Стоунхендж был первым спортивным стадионом Британии

США публикуют вторую партию рассекреченных файлов

Таинственный сигнал преследовал астрономов

Ури Геллер о своем туре по бункеру пришельцев

Ученые раскрывают тайну египетских пирамид

Файлы и видеоматериалы об НЛО, опубликованные Пентагоном

Формирование Луны до сих пор остается загадкой

Я потерял дар речи после этих наблюдений

Внутри Млечного Пути скрывается другая галактика

Вторжение инопланетян спровоцирует кризис и хаос

Жуткая тайна окружает зону тишины США

Загадка Стоунхенджа, возможно, разгадана

Загадочное круглое сооружение недалеко от Зоны 51

Загадочные кувшины веками пылились в поле

Задача планирования маршрута к астероидам

Звездообразный аппарат инопланетян

Инопланетный материал обнаружен внутри кратера

Искусственный интеллект может имитировать умерших

Как образуются тесные двойные звёзды

Миссия по поиску землеподобных планет

Мы ищем внеземную жизнь не в том направлении

Национальные парки - охотничьи угодья инопланетян

НЛО существуют на самом деле

Новые документы об НЛО вызывают споры

Новый литий-плазменный двигатель для Марса

Новый способ планирования траекторий к астероидам

Обломки НЛО и тела инопланетян скрываются

Океанами правят высшие разумные существа

Правительство США готовит вторую партию файлов

Рой аппаратов может получить изображение Проксимы Б

Скандал с вскрытием инопланетянина

Скрытые структуры обнаружили в Великой пирамиде

Случайно доказали теорию струн

Старая гиперскоростная звезда

Фактор, определяющий продолжительность вашей жизни

Физики измерили отрицательное время

Фонд опубликовал документы АНБ об НЛО

ЦРУ знает о четырех типах инопланетян

Готовятся к публикации более масштабные секреты

Документы об НЛО вызывают вопросы о предвзятости

Дональд Трамп опубликовал странное изображение

Загадочная смерть специального агента

Настоящий Индиана Джонс подвергся нападению

Настоящий 'Парк Юрского периода' в реальной жизни

НЛО длиной 100 миль замечен над Луной

НЛО замечен на орбите Земли

Обнаружены четыре типа инопланетной жизни

Пастор предупреждает о демонических НЛО

Пентагон рассекретил 162 файла об НЛО

Поразительный случай встречи НЛО с истребителями

Почему ваши молекулы являются правосторонними

Правительство США знает о четырёх видах инопланетян

Свиньи-мутанты обрели тревожные способности

Скандал вокруг НЛО разгорелся вновь

Странное фото Трампа вызывает споры

Тайна корабля-призрака Мэри Селест разгадана

Физический варп-двигатель считался невозможным

Что если инопланетяне вторгнутся на Землю

Экскурсии по России и миру с местными гидами

Аномальные воздушные феномены в Аргентине

Астронавт МКС заснял неопознанный объект

В обломках НЛО нашли четыре вида инопланетян

Возможность миграции жизни с Марса на Землю

Воспроизвели механизм гибели нашей Вселенной

Вторая сфера обнаружена в джунглях Колумбии

Древние каменные горшки Лаоса оказались склепами

Из обломков НЛО извлекли четыре вида инопланетян

Конгресс переключают свое внимание на подрядчиков

Конспирология встречается с реальными новостями

Людьми манипулируют инопланетяне

Мегалитическая гробница переписывает историю

НЛО превосходят американский арсенал

Пост Трампа в социальных сетях стал вирусным

Рассекретили материалы об аномальных объектах

Рассекреченные правительственные документы об НЛО

Создают искусственный мозг из живых клеток

Сообщения о наблюдениях НЛО в регионе Лоукантри

Учёный ЦРУ раскрывает конкретные виды инопланетян

Что мы узнали из первой НЛО-публикации Пентагона

Вера в НЛО не является религией в традиционном смысле

Демоны мучили меня невообразимыми способами

Зомби, призраки и НЛО захватили Западную Вирджинию

Как будет выглядеть первый контакт

Картина того, чего на самом деле хотят инопланетяне

Моё пребывание в самом демоническом доме США

Мужчина арестован за звонок по поводу зомби

О полупрозрачных существах расскажут в июне

Они помнят каждый миг своей жизни

Пирамиды были гравитационными передатчиками

Раскрыт главный инопланетный секрет США

Рептилоиды, серые и нордики

Сайт Пентагона зафиксировал более 1 млрд посещений

Самые мрачные демонические видения

Старый снимок вновь взбудоражил мир уфологии

Тайна корабля-призрака Мэри Селест разгадана

Трамп вызвал хаос, опубликовав фото инопланетянина

Уфолог Климов рассказал о фото инсектоида

Феномен НЛО - дело рук дьявола

Фото с Аполлона не должны были публиковать

Британская Зона 51 хранит секреты инопланетян

Восьмиконечный НЛО был ангелом с крыльями

ИИ-помощник устроил настоящий кошмар

История Вселенной может быть переписана

Кракены эпохи динозавров

Мифы о полой Земле и нацистских НЛО

НЛО на Луне поддаются объяснению

НЛО нацелены на ядерные объекты

НЛО призваны раскрыть наши скрытые силы

Обнаружены минимум четыре инопланетных вида

От богомолов до рептилоидов

Пришельцы на крыше школы в Анлаби

Психоз, вызванный ИИ

Раскрыты секретные файлы Базза Олдрина об НЛО

Сын президента Байдена высказался о НЛО

Тайна скрытого храма под Сфинксом

Трамп публикует загадочные изображения

Тысячи подводных НЛО роятся вдоль побережья США

Ужасающие послания из космоса

Файлы об НЛО являются спусковым механизмом

Австрийский космонавт хотел бы увидеть инопланетян

Военным известно о четырех видах инопланетян

Документы об НЛО опубликованы в сети

Загадочный НЛО замечен над Ормузским проливом

Наверх
Яндекс.Метрика