في إنجاز جامح من التلاعب البيولوجي بدا و كأنه قادم مباشرة من الخيال العلمي حول الباحثون أجزاء من الفئران الحية إلى أجزاء شفافة
طور عالم المواد في جامعة ستانفورد، زيهاو أو وزملاؤه، صبغة بيولوجية آمنة تجعل الأنسجة شفافة عن طريق العبث بقدرة تبعثر الضوء للسوائل المحيطة بالخلايا.
من المتأمل أن الاستراتيجيات المماثلة سوف تسمح للباحثين أخيرا بمراقبة عمل الأعضاء الداخلية للكائن الحي بينما تؤدي وظائفها داخل الجسم الحي.
قال غوسونغ هونغ عالم المواد في جامعة ستانفورد: «قد تجعل هذه التكنولوجيا في المستقبل الأوردة أكثر وضوحًا لسحب الدم، وإزالة الوشم بالليزر أكثر سهولة، أو تساعد في الكشف المبكر عن السرطان وطرق علاجه».
عندما يتقاطع ضوء ذو طول موجي خاص بين المواد التي لها صفات انكسارية مختلفة فإنه يتبعثر في كافة الاتجاهات ما يجعل المادة تبدو معتمة. هذا هو السبب الرئيسي وراء عدم شفافية الطبقات النحيفة للأنسجة والسوائل المحيطة بها، مثل تلك التي تشكل جلد الحيوان.
عندما تتشارك المواد البيولوجية نفس معامل الانكسار فإن أشعة الضوء قد تنعكس من الأنسجة العميقة وقد تمر عبر الحدود بدقة، ما يؤمن مستوى من الدقة كان ليضيع عبر البعثرة وهذا يحدث طبيعيًا في بعض الحيوانات بالفعل، بما في ذلك الضفادع الزجاجية (هيالينوباتراشيم) إحدى الطرق التي يمكن بها تحقيق ذلك في الأنسجة غير الشفافة هي توصيل مادة تمتص الضوء الداخل بأطوال موجية محددة جدًا. الرابط الرياضي بين امتصاص المواد وانعكاسها يعتمد على ما يسمى بعلاقة كرامرز-كرونتج التي تعني ضبط سمة واحدة تسمح للأخرى بالتغير بدرجة دقيقة.
وجد الباحثون أن صبغة طعام آمنة تسمى تارترازين، قد تمتص نسبة من الضوء باللون المناسب، سامحة للباحثين بتغير معامل الانكسار للسائل المحيط بالخلايا وتقليل التبعثر على نحو ملحوظ.
ويوضح أو قائلا: «إن الصبغة متوافقة حيويا وهي آمنة للكائنات الحية، إضافةً لأنها غير مكلفة وفعالة جدًا ولا نحتاج الكثير منها لتعمل».
وقد سمح فرك خليط من صبغة التارترازين البرتقالية الصفراء والماء على جلد الفأر للمهندسين برؤية تفاصيل الأوعية الدموية والأعضاء وسمح حتى بمراقبة انقباض العضلات في الجهاز الهضمي لفأر التجربة.
يكمل السيد أو: « يستغرق ظهور الشفافية بضع دقائق، والوقت المطلوب يعتمد على سرعة انتشار الجزيئات في الجلد».
عند الانتهاء يمكن غسل الصبغة ما يسمح للجلد بأن يصبح معتما مرة أخرى.
التارترازين يخترق الجسم على نحو أعمق، ولكن سيتخلص الجسم منه في النهاية عن طريق البول.
يقول آدم واكس مسؤول البرنامج في المؤسسة الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الذي يدعم العمل: «بصفتي متخصص بصريات، أنا مندهش من قدرتهم على استغلال علاقة كرامرز-كرونيج، وهو مثال رائع لكيفية استخدام معرفة بصرية أساسية لابتكار تقنيات جديدة في مجال الطب الحيوي».
لكن جلد الإنسان أسمك بنحو١٠ مرات من الفئران ولذلك من غير الواضح إذا كانت طريقة مشابهة ستنجح على البشر، ويحرص الباحثون على اكتشاف هذا في وقت لاحق.
اقرأ أيضًا:
شاهد روبوت جوجل يهزم البشر في لعبة تنس الطاولة!
قد تشكل المحيطات على كوكبنا مصدرًا هائلًا للطاقة المتجددة
تدقيق: زين حيدر
ترجمة: ديانا عيسى
مراجعة: باسل حميدي
