Phát hiện cách dùng màu thực phẩm thông thường để tạm thời làm da và cơ trở nên trong suốt
(theguardian.com)- Các nhà nghiên cứu tại Stanford University cho thấy có thể tạm thời làm da, cơ và mô liên kết của động vật sống trở nên trong suốt bằng màu thực phẩm phổ biến để quan sát cơ quan và mạch máu
- Màu thực phẩm vàng tartrazine làm thay đổi chiết suất của mô, giảm tán xạ ánh sáng và đặc biệt giúp bước sóng ánh sáng đỏ xuyên sâu hơn
- Ức gà trở nên trong suốt với ánh sáng đỏ chỉ sau vài phút ngâm trong dung dịch tartrazine, và ở chuột sống có thể quan sát các cơ quan dưới da bụng cũng như mạch máu não ở đầu
- Hiệu ứng làm trong suốt có thể đảo ngược và lặp lại, nhưng hiện tại độ sâu quan sát vẫn bị giới hạn bởi mức độ thuốc nhuộm thấm vào mô
- Phương pháp này chưa được thử nghiệm trên người nên cần chứng minh độ an toàn, nhưng vẫn có tiềm năng ứng dụng y khoa như tìm tĩnh mạch, theo dõi bệnh tiêu hóa và phát hiện khối u
Quan sát mô sống bằng màu thực phẩm
- Các nhà nghiên cứu tại Stanford University xác nhận rằng màu thực phẩm thông thường có thể làm da, cơ và mô liên kết trở nên trong suốt tạm thời
- Khi bôi thuốc nhuộm lên bụng chuột, có thể nhìn thấy gan, ruột và bàng quang qua da bụng
- Trong thí nghiệm bôi thuốc nhuộm lên đầu chuột đã cạo lông, các nhà nghiên cứu có thể quan sát mạch máu trong não
- Phần da đã xử lý sẽ trở lại màu ban đầu sau khi rửa sạch thuốc nhuộm
Cơ chế hoạt động: khớp chiết suất để giảm tán xạ ánh sáng
- Khi ánh sáng đi vào mô sinh học, nó bị tán xạ mạnh do chênh lệch chiết suất giữa các cấu trúc bên trong như màng mỡ và nhân tế bào
- Ánh sáng bị bẻ cong khi đi qua ranh giới giữa các môi trường có chiết suất khác nhau, và chính hiện tượng tán xạ này khiến mô trông đục
- Một số thuốc nhuộm nhất định có thể giúp các bước sóng ánh sáng cụ thể đi qua da và các mô khác dễ hơn
- Khi một thuốc nhuộm hấp thụ mạnh làm thay đổi chiết suất của mô, chênh lệch chiết suất giữa các loại mô giảm xuống và sự tán xạ bị ức chế
- Cách tiếp cận này gợi nhớ đến thiết lập trong tiểu thuyết The Invisible Man năm 1897 của HG Wells, nơi chiết suất của vật thể được khớp với không khí xung quanh
Kết quả thí nghiệm với tartrazine
- Kết quả nghiên cứu được công bố trên Science
- Ức gà tươi trở nên trong suốt dưới ánh sáng đỏ chỉ vài phút sau khi được ngâm trong dung dịch màu thực phẩm vàng tartrazine
- tartrazine là màu thực phẩm vàng được dùng trong các sản phẩm như Doritos và đồ uống SunnyD tại Mỹ
- Thuốc nhuộm làm giảm tán xạ ánh sáng bên trong mô, cho phép ánh sáng xuyên sâu hơn
- Khi bôi tartrazine lên vùng bụng dưới của chuột, da bụng trở nên trong suốt và có thể nhìn thấy ruột cùng các cơ quan nội tạng
- Sau khi bôi thuốc nhuộm lên đầu chuột đã cạo lông, nhóm nghiên cứu quan sát mạch máu não bằng laser speckle contrast imaging
- Dr Guosong Hong cho biết thông thường người ta sẽ nghĩ thuốc nhuộm làm vật thể kém trong suốt hơn, nhưng khi hòa tartrazine vào cơ hoặc da vốn đục, lượng tartrazine càng nhiều thì hình ảnh trong vùng ánh sáng đỏ càng rõ hơn
Giới hạn và độ an toàn
- Nhóm nghiên cứu đánh giá quy trình này là có thể đảo ngược và lặp lại
- Da sẽ trở lại màu tự nhiên sau khi rửa sạch thuốc nhuộm
- Hiện tại độ sâu làm trong suốt bị giới hạn bởi độ sâu mà thuốc nhuộm có thể thấm vào
- Hong cho rằng miếng dán vi kim hoặc tiêm có thể là cách đưa thuốc nhuộm xuống sâu hơn
- Quy trình này vẫn chưa được thử nghiệm trên người, và đặc biệt nếu thuốc nhuộm được đưa xuống dưới da thì cần chứng minh độ an toàn khi sử dụng
Các ứng dụng y khoa có thể có
- Nếu áp dụng được cho người, phương pháp này có thể được dùng trong nhiều tình huống y khoa
- Xác định vị trí chấn thương
- Tìm tĩnh mạch để lấy máu
- Theo dõi bệnh đường tiêu hóa
- Phát hiện khối u
- Hong nêu khả năng chẩn đoán các khối u sâu bằng cách quan sát trực tiếp mô thay vì dùng sinh thiết xâm lấn
- Việc tìm tĩnh mạch dễ hơn có thể giúp giảm đau trong quá trình lấy máu
Tiềm năng mở rộng như một công cụ nghiên cứu
- Nhiều nhà khoa học sử dụng các động vật trong suốt tự nhiên như zebrafish để nghiên cứu cách cơ quan và các đặc điểm bệnh lý như ung thư phát triển trong cơ thể sống
- Việc dùng thuốc nhuộm làm trong suốt có thể mở rộng phạm vi các loài động vật có thể được nghiên cứu theo cách tương tự
- Christopher Rowlands và Jon Gorecki của Imperial College London nhận định trong bài viết đi kèm rằng quy trình này sẽ thu hút sự quan tâm rất rộng rãi
- Khi kết hợp với công nghệ hình ảnh hiện đại, phương pháp này có thể được dùng để chụp toàn bộ não chuột hoặc tìm khối u nằm dưới lớp mô dày đến hàng centimet
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Hồi nhỏ tôi từng đọc một truyện ngắn có vẻ do Paul Jennings viết, về một cậu bé bị một con bọ kỳ lạ cắn khiến da trở nên trong suốt, nên phải sống trong hang động.
Vài năm sau, khi bị cắn lần nữa, da cậu trở lại như cũ và cậu quay về xã hội, nhưng trong thời gian đó mọi người đều đã trở nên trong suốt, nên cậu lại thành kẻ cô độc.
https://littlelibraryofrescuedbooks.blogspot.com/2012/01/und...
https://www.austlit.edu.au/austlit/page/C823155
Dù nói là “chưa thử nghiệm trên người”, nhưng trừ khi có lý do quá rõ ràng với chuyên gia rằng nó sẽ không hiệu quả trên người, tôi khó tin là không có ai trong phòng thí nghiệm lén thử trên chính cơ thể mình.
Vì mỗi lần đăng một bài báo hoặc bài viết tương tự là lập tức có bình luận kiểu “chỉ mới hiệu quả trên chuột” xuất hiện, nhưng lần này có cảm giác nó đã vượt qua giai đoạn đó rồi.
Ngoài ra có vẻ cần nồng độ cao đến mức không dễ loại bỏ như bài viết nói, và tôi lo liệu ở liều cao có độc tính hay không.
Thật đáng ngạc nhiên là một loại thuốc nhuộm phổ biến như vậy, dù đã được dùng đúng mục đích là tạo màu, mà đặc tính này vẫn chưa được giải thích.
Liệu có giới hạn hiển nhiên nào mà chuyên gia hóa học/sinh học sẽ nhận ra ngay không, hay thật sự chỉ là sự tình cờ đã ngăn người ta thử cách này cho đến nay?
Điểm được nhắc bên dưới rằng da chuột mỏng hơn cũng hợp lý, nhưng cũng có những vùng da khá mỏng như tai hoặc cổ tay.
Tôi có cảm giác một YouTuber dũng cảm nào đó sẽ thử trước khi các tác giả bài báo nhận được phê duyệt của hội đồng đạo đức, nên chắc một hai tháng nữa phải tìm lại xem.
Bài báo khoa học: “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm6869
Điều đáng ngạc nhiên nhất là việc này đã được dự đoán bằng mô hình quang học cổ điển [1].
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_oscillator_model
Mỗi lần uống Fanta, tưởng tượng ruột mình trở nên trong suốt và chỉ có các vi sinh vật sống bên trong mới nhìn thấy được thì cũng thú vị.
Chắc các vi sinh vật đó cũng sẽ “ngỡ ngàng” theo cách của chúng.
Theo bài viết, chất màu đó là tartrazine, tức FD&C Yellow 5 hoặc E102.
Nguồn: Doritos
Chưa từng được thử nghiệm trên người.
Một số loài ếch ở châu Mỹ nhiệt đới (Centrolenidae) đã tiến hóa để trở nên trong suốt một cách tự nhiên, và vài loài cá, bao gồm Siluriformes và Perciformes, cũng có khả năng tương tự, tức là đặc tính này đã tiến hóa nhiều lần ở động vật có xương sống bậc thấp.
Nhưng chúng có trao đổi chất khác với người, và da chuột mỏng hơn da người rất nhiều. Hiệu ứng này có vẻ chỉ hoạt động ở động vật rất nhỏ và sẽ gặp giới hạn quang học khi vượt quá một độ dày nào đó. Có thể khả thi với ngón tay, nhưng với tim thì có vẻ khó; kỳ vọng hiện tại của tôi là 4/10.
Ở liều cao có thể tệ hơn, nhưng có khả năng nó khá an toàn và đáng để thử nghiệm thêm.
Nghe nói bôi lên da đầu loài gặm nhấm thì có thể thấy mạch máu trong não, từ khi nào mà chuột không có xương sọ vậy?
Nếu nó có trong Doritos thì tại sao người chơi Call of Duty không lúc nào cũng trong suốt?