Заведующий кафедрой оптики и биофотоники Саратовского университета, член-корреспондент РАН В.В. Тучин в составе международной группы показал, как обычный пищевой краситель может временно делать биологические ткани более прозрачными для света. Международная группа исследователей изучила тартразин – широко используемое вещество, известное как добавка E102, – и доказала, что он способен снижать рассеяние света в тканях, повышая глубину и качество оптической визуализации. Это открывает новые возможности для неинвазивной диагностики, медицинской визуализации и развития методов биофотоники.
В основе работы лежит концепция оптического просветления тканей – направления, которое активно развивается в биомедицинской оптике последние десятилетия. Биологические ткани являются малопрозрачными не только потому, что поглощают свет, а потому что свет в них хаотично рассеивается из-за сложной микроструктуры: клеток, мембран, волокон коллагена и межклеточной жидкости с разными показателями преломления. Из-за этого глубинные структуры становятся недоступными для оптических методов диагностики. Метод оптического просветления решает эту проблему за счёт введения специальных веществ, которые выравнивают оптические свойства среды, уменьшают рассеяние и позволяют свету проникать глубже в ткань.
В данном исследовании в качестве такого агента использовался тартразин – водорастворимый краситель с выраженными оптическими свойствами. Учёные сосредоточились на двух ключевых характеристиках: стабильности вещества в биологической среде и его способности проникать в ткани. Это принципиальные параметры: если вещество нестабильно или не проникает вглубь ткани, его практическое применение в медицине теряет смысл. В экспериментах анализировались изменения оптических свойств образцов ткани до и после обработки растворами тартразина, измерялись коэффициенты рассеяния и поглощения света, изучалась динамика проникновения вещества в тканевые структуры, а также оценивалась обратимость эффекта.
Результаты показали, что тартразин действительно снижает рассеяние света в биологических тканях, делая их более прозрачными для оптического излучения. Свет начинает проникать глубже, что повышает качество визуализации и расширяет диагностические возможности. При этом вещество демонстрирует достаточную химическую и оптическую стабильность в биологической среде и эффективно проникает в ткани, обеспечивая не поверхностный, а объёмный эффект просветления. Важной особенностью стало и то, что эффект носит обратимый характер: после удаления вещества оптические свойства тканей возвращаются к исходным, что критически важно с точки зрения медицинской безопасности.
Реальное прикладное применение заявленной технологии, как отмечают авторы статьи, во флуоресцентной визуализации опухоли на ранней стадии образования или при поиске метастазов.