Peneliti di Universitas Stanford menemukan, larutan pewarna makanan memiliki efek membuat kulit, otot, dan jaringan ikat transparan pada hewan pengerat hidup secara reversibel.
Ilustrasi tangan manusia yang mungkin terlihat jika efek transparansi jaringan baru terbukti efektif pada manusia. (Foto: Keyi "Onyx" Li/U.S. National Science Foundation)ngarahNyaho - Siapa sangka, tartrazine, pewarna yang umum digunakan di Amerika Serikat dan sudah dinyatakan aman oleh Badan Pengawas Obat dan Makanan negara tersebut, ternyata punya 'kemampuan' lain.
“Kami menggabungkan pewarna kuning, yaitu molekul yang menyerap sebagian besar cahaya, terutama sinar biru dan ultraviolet, dengan kulit, yang merupakan media sebaran.
"Masing-masing, kedua hal ini menghalangi sebagian besar cahaya untuk menembusnya,” kata penulis pertama studi Zihao Ou seperti dikutip dari Sci.news.
Ou bersama rekan-rekannya melakukan penelitian saat dia menjadi peneliti pascadoktoral di Universitas Stanford sebelum bergabung dengan Universitas Texas di Dallas pada bulan Agustus 2024.
“Tetapi ketika kami menggabungkannya, kami dapat mencapai transparansi pada kulit tikus," lanjut dia.
Untuk menguasai teknik baru ini, Ou dan rekannya mengembangkan cara untuk memprediksi bagaimana cahaya berinteraksi dengan jaringan biologis yang diwarnai.
Prediksi tersebut memerlukan pemahaman mendalam tentang sebaran cahaya, serta proses pembiasan, di mana cahaya berubah kecepatan dan membelok saat berpindah dari satu material ke material lainnya.
I
llustrasi jaringan kulit menjadi transparan setelah dijenuhkan oleh FD & C Yellow 5, termasuk jalur foton yang dipantulkan dari jaringan yang tidak diwarnai. (Foto: Keyi "Onyx" Li/U.S. National Science Foundation)Sebaran cahaya adalah alasan mengapa kita tidak dapat melihat ke seluruh tubuh kita.
Lemak, cairan di dalam sel, protein, dan bahan lainnya masing-masing memiliki indeks bias berbeda, suatu sifat yang menentukan seberapa signifikan gelombang cahaya yang datang akan membelok.
Di sebagian besar jaringan, bahan-bahan tersebut saling menempel erat, sehingga indeks bias yang bervariasi menyebabkan cahaya tersebar saat melewatinya.
Ini adalah efek sebaran yang ditafsirkan oleh mata kita sebagai bahan biologis yang buram dan berwarna.
Para peneliti menyadari bahwa jika mereka ingin membuat bahan biologis transparan, mereka harus menemukan cara untuk mencocokkan indeks bias yang berbeda sehingga cahaya dapat merambat tanpa hambatan.
Berdasarkan wawasan mendasar dari bidang optik, para peneliti menyadari pewarna yang paling efektif dalam menyerap cahaya juga bisa sangat efektif dalam mengarahkan cahaya secara seragam melalui berbagai indeks bias.
Salah satu pewarna yang diperkirakan para ilmuwan akan sangat efektif adalah tartrazine, pewarna makanan yang lebih dikenal dengan FD & C Yellow 5.
Ternyata, mereka benar. Ketika dilarutkan ke dalam air dan diserap ke dalam jaringan, molekul tartrazine terstruktur sempurna agar sesuai dengan indeks bias dan mencegah hamburan cahaya, sehingga menghasilkan transparansi.
Para penulis penelitian ini pertama kali menguji prediksi mereka dengan irisan tipis dada ayam.
Ketika konsentrasi tartrazine meningkat, indeks bias cairan di dalam sel otot meningkat hingga menyamai indeks bias protein otot – irisan menjadi transparan.
Kemudian, mereka dengan lembut menggosokkan larutan tartrazine sementara pada tikus.
Pertama, mereka mengoleskan larutan tersebut ke kulit kepala, membuat kulit menjadi transparan sehingga memperlihatkan pembuluh darah yang melintasi otak.
Selanjutnya, mereka mengoleskan larutan tersebut ke perut, yang memudar dalam beberapa menit untuk menunjukkan kontraksi usus dan gerakan yang disebabkan oleh detak jantung dan pernapasan.
Teknik ini menyelesaikan fitur-fitur pada skala mikron, dan bahkan meningkatkan pengamatan mikroskop.
Ketika pewarna dibilas, jaringan dengan cepat kembali ke opasitas normal. Tartrazin tampaknya tidak memiliki efek jangka panjang, dan kelebihannya akan dibuang melalui limbah dalam waktu 48 jam.
“Pewarna tersebut harus bersifat biokompatibel dan aman bagi organisme hidup,” kata Ou. “Selain itu, ini sangat murah dan efisien; kita tidak memerlukannya dalam jumlah banyak untuk bekerja.”
Tim tersebut belum menguji proses tersebut pada manusia, yang kulitnya sekitar 10 kali lebih tebal dari kulit tikus.
“Saat ini belum jelas berapa dosis pewarna atau metode pemberian yang diperlukan untuk menembus seluruh ketebalan,” kata Ou.
“Dalam pengobatan manusia, saat ini kita memiliki USG untuk melihat lebih dalam ke dalam tubuh makhluk hidup.”
“Banyak platform diagnosis medis yang sangat mahal dan tidak dapat diakses oleh khalayak luas, namun platform berdasarkan teknologi kami seharusnya tidak dapat diakses.”
Studi Ou dan rekan-rekannya tersebut dipublikasikan di jurnal Science. |
Sumber: Sci.News
Posting Komentar