Comune colorante alimentare rende la pelle del topo trasparente
In uno straordinario esperimento, i ricercatori sono riusciti a vedere attraverso la pelle di un topo vivo i suoi organi interni semplicemente applicando delle comuni molecole che assorbono la luce.
Osservare l’interno di un corpo non è mai facile. Anche se tecnologie come TAC, raggi X, risonanza magnetica e microscopia possono fornire informazioni, le immagini sono raramente completamente chiare e possono comportare effetti collaterali come l’esposizione alle radiazioni.
E102
Ma cosa succederebbe se si potesse applicare una sostanza sulla pelle, come una crema idratante, e renderla trasparente senza danneggiare i tessuti?
È quanto hanno fatto gli scienziati di Stanford utilizzando la tartrazina (E102) un colorante comunemente presente negli alimenti, insieme ad altre molecole che assorbono la luce e che hanno effetti simili. Pubblicata su Science il 5 settembre, la ricerca spiega come lo sfregamento di una soluzione colorante sulla pelle di un topo in laboratorio abbia permesso ai ricercatori di vedere, a occhio nudo, attraverso la pelle fino agli organi interni senza praticare un’incisione.
Reversibile
Con la stessa facilità con cui è avvenuta la trasparenza, è stato possibile invertirla.
“Non appena abbiamo risciacquato e massaggiato la pelle con l’acqua, l’effetto si è invertito nel giro di pochi minuti”, ha dichiarato Guosong Hong, assistente alla cattedra di Scienza dei materiali e Ingegneria e autore senior dell’articolo. “È un risultato sorprendente”.
Una Questione di Indici di Rifrazione
Quando le onde luminose colpiscono la pelle, il tessuto le disperde, facendola apparire opaca e non trasparente. Questo effetto di diffusione è dovuto alla differenza degli indici di rifrazione dei diversi componenti del tessuto, come l’acqua e i lipidi. Solitamente, l’acqua ha un indice di rifrazione molto più basso dei lipidi nello spettro visibile, pertanto, quando attraversa il tessuto, la luce viene in parte diffusa e in parte riflessa.
Per confrontare gli indici di rifrazione dei diversi componenti dei tessuti, il team ha massaggiato una soluzione di tartrazina rossa (nota anche come colorante alimentare FD&C Yellow 5) sull’addome, sul cuoio capelluto e sull’arto posteriore di un topo sedato. La pelle è diventata di colore rosso, a indicare che gran parte della luce blu era stata assorbita dalla presenza di questa molecola che assorbe la luce. Questo aumento di assorbimento ha alterato l’indice di rifrazione dell’acqua a una diversa lunghezza d’onda, nello specifico quella rossa.
Grazie all’assorbimento del colorante, l’indice di rifrazione dell’acqua corrisponde a quello dei lipidi nello spettro rosso, riducendo la dispersione della luce e facendo apparire la pelle più trasparente alla lunghezza d’onda rossa.
Questa ricerca rappresenta una nuova applicazione delle equazioni di Kramers-Kronig, che permettono di descrivere la relazione tra assorbimento e indice di rifrazione.
Non è l’unica molecola
Oltre a questo colorante alimentare, diverse altre molecole che assorbono la luce hanno dimostrato effetti simili, confermando la generalizzabilità della fisica alla base di questo fenomeno.
I ricercatori sono stati in grado di osservare gli organi interni in funzione, tra cui fegato, intestino tenue, cieco e vescica, senza l’ausilio di apparecchiature speciali. Hanno anche potuto visualizzare il flusso sanguigno nel cervello e le strutture sottili delle fibre muscolari negli arti. Hanno anche potuto osservare il cuore pulsante e il sistema vascolare.