Заведующий кафедрой оптики и биофотоники СГУ имени Н.Г. Чернышевского, член-корреспондент РАН Валерий Тучин в составе международного коллектива ученых представил результаты исследования, которые могут изменить подходы к медицинской диагностике. Как пояснили в Минобрануки РФ, в фокусе внимания исследователей оказался тартразин — широко распространенный водорастворимый краситель, который используется в пищевой промышленности как добавка E102. Оказалось, что это вещество способно временно снижать рассеяние света в биологических тканях, делая их более прозрачными.
Исследование опирается на концепцию оптического просветления тканей — активно развивающееся направление биофотоники. Проблема традиционной оптической диагностики в том, что свет не проникает глубоко в организм из-за рассеяния на неоднородных структурах (клетках, коллагене, жидкости), которые делают глубинные ткани «невидимыми». Оптическое просветление решает это: специальные агенты выравнивают оптическую плотность среды, снижая рассеяние и повышая глубину проникновения света.
В ходе экспериментов ученые сосредоточились на двух критических параметрах: стабильности тартразина в биологической среде и его способности проникать вглубь тканей. Именно от этих факторов зависит практическая ценность метода в реальной клинике. Специалисты измерили коэффициенты рассеяния и поглощения света в образцах тканей до и после обработки раствором красителя, проследили динамику его проникновения и обратимость эффекта.
Результаты подтвердили гипотезу: тартразин эффективно снижает рассеяние света. Вещество показало высокую химическую стабильность и способность обеспечивать не поверхностный, а объемный эффект просветления. Ключевым открытием стала обратимость процесса — после выведения красителя ткани полностью возвращаются к исходному состоянию, что гарантирует безопасность для пациента.
Раковые клетки селективно подкрашиваются красителем, однако возбудить достаточно яркую флуоресценцию от отдельных клеток трудно, так возбуждающего света доходит недостаточно из-за сильного рассеяния, а испущенные фотоны флуоресценции по этой же причине теряются в ткани. Очевидно, что просветление может существенно усилить оба потока фотонов
Эффективность подхода уже доказана в совместной работе ученых СГУ и ФИЦ Биотехнологии РАН, метод запатентован в России. В перспективе технология найдет применение в фотодинамической терапии, где визуализация опухоли и ее лечение проводятся светом одной длины волны. Исследование опубликовано в Journal of Biophotonics.
Ранее Наука Mail рассказывала о создании дешевого сенсора ультрафиолета на базе белков и кишечной палочки.
