เทคนิคใหม่ปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์ที่ช่วยให้แพทย์มีวิธีใหม่ในการดูอวัยวะต่างๆ ภายในร่างกายด้วยการใช้สีผสมอาหารในการทำให้ผิวดูโปร่งแสง
นักวิจัยทำการทดลองด้วยการทาสีผสมอาหารสีเหลืองที่เรียกว่า ‘ทาร์ทราซีน’ (Tartrazine / FD & C Yellow 5) ซึ่งมักพบในคอร์นเฟลก ขนมหวาน เครื่องดื่มชูกำลัง น้ำสต็อกไก่ และมันฝรั่งทอดกรอบ บนผิวหนังบริเวณกะโหลกศรีษะและท้องของหนูเพื่อที่จะสามารถมองเห็นตับ ลำไส้ และกระเพาะปัสสาวะได้ชัดเจนผ่านผิวหนังบริเวณหน้าท้อง และสามารถมองเห็นหลอดเลือดในสมองของหนูได้
แต่ยังไม่เคยทดสอบฉีดสีผสมอาหารเข้าไปใต้ผิวหนังมนุษย์ เนื่องจากสีผสมอาหารอาจเป็นอันตรายได้ และผิวหนังมนุษย์มีความหนามากกว่าหนูประมาณ 10 เท่า แต่ยังไม่ชัดเจนว่าจำเป็นต้องใช้สีผสมอาหารหรือฉีดยาในปริมาณเท่าใดจึงจะแทรกซึมเข้าไปยังความหนาของผิวหนังทั้งหมดได้
ผิวหนังจะกลับมามีสีปกติหลังล้างออก นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า ในที่สุดแล้ว กระบวนการนี้อาจนำไปประยุกต์ใช้ในทางชีววิทยาและการแพทย์ได้หลายอย่าง ตั้งแต่การระบุตำแหน่งอาการบาดเจ็บ ไปจนถึงการติดตามความผิดปกติของระบบย่อยอาหาร และการระบุโรคมะเร็ง
“จากมุมมองในอนาคต เทคโนโลยีนี้จะช่วยให้มองเห็นเส้นเลือดได้ชัดเจนขึ้นสำหรับการเจาะเลือด แถมยังลบรอยสักด้วยเลเซอร์ได้ง่ายขึ้น ทั้งยังช่วยให้ตรวจพบและรักษามะเร็งในระยะเริ่มต้นได้”
— ดร.กัวซ่ง หง จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐฯ หนึ่งในนักวิจัยกล่าว
เพื่อให้เชี่ยวชาญเทคนิคใหม่นี้ นักวิจัยได้พัฒนาวิธีการคาดการณ์ว่าแสงจะโต้ตอบกับเนื้อเยื่อทางชีวภาพที่ถูกย้อมด้วยสีผสมอาหารอย่างไร การคาดการณ์นี้จำเป็นต้องมีความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับการกระเจิงของแสง รวมถึงกระบวนการหักเหของแสง
ทีมวิจัยอธิบายว่า “การกระเจิงของแสงเป็นสาเหตุที่เราไม่สามารถมองเห็นอวัยวะทะลุผิวหนังได้ เพราะทั้งไขมัน ของเหลวภายในเซลล์ โปรตีน และวัสดุอื่นๆ ต่างก็มีดัชนีหักเหแสงต่างกัน ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่บอกว่าคลื่นแสงที่เข้ามาจะหักเหได้มากน้อยเพียงใด”
“ส่วนที่น่าประหลาดใจที่สุดของการศึกษานี้คือ เรามักคาดหวังว่าโมเลกุลของสีจะทำให้สิ่งต่างๆ โปร่งแสงน้อยลง ตัวอย่างเช่น หากคุณผสมหมึกปากกาสีน้ำเงินในน้ำ ยิ่งเติมหมึกลงไปมากเท่าไหร่ แสงก็จะผ่านน้ำได้น้อยลงเท่านั้น ในการทดลองของเรา เมื่อเราละลายทาร์ทราซีนในวัสดุทึบแสง เช่น กล้ามเนื้อหรือผิวหนัง ซึ่งปกติจะทำให้เกิดการกระเจิงของแสง ยิ่งเราเติมทาร์ทราซีนลงไปมากเท่าไหร่ วัสดุก็จะยิ่งโปร่งแสงมากขึ้นเท่านั้น แต่เฉพาะในส่วนสเปกตรัมแสงสีแดงเท่านั้น ซึ่งขัดกับสิ่งที่เราคาดหวังจากสีผสมอาหารโดยทั่วไป” หง กล่าวเสริม
ทั้งนี้พบว่า ทาร์ทราซีนจะไม่มีผลกระทบในระยะยาว และสารส่วนเกินจะถูกขับออกมาเป็นของเสียภายใน 48 ชั่วโมง “มันใช้เวลาไม่กี่นาทีเพื่อให้ความโปร่งใสปรากฏขึ้น มันคล้ายกับวิธีการทำงานของครีมบำรุงผิวหน้าหรือมาส์กหน้าคือ เวลาที่ใช้จะขึ้นอยู่กับว่าโมเลกุลแพร่กระจายเข้าสู่ผิวได้เร็วแค่ไหน” นักวิจัยหลักของการศึกษานี้ กล่าว
นักวิทยาศาสตร์หลายคนอาจได้รับประโยชน์จากความก้าวหน้านี้ พวกเขาเคยศึกษาสัตว์ที่มีตัวโปร่งแสงตามธรรมชาติ เช่น ปลาม้าลาย เพื่อดูว่าอวัยวะและลักษณะเฉพาะของโรค เช่น มะเร็ง พัฒนาในสิ่งมีชีวิตได้อย่างไร เราจึงสามารถศึกษาสัตว์ได้หลากหลายมากขึ้นด้วยวิธีนี้
“ในทางการแพทย์ของมนุษย์ เราจะอัลตราซาวนด์เพื่อดูอวัยวะที่อยู่ภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิต ขณะเดียวกันอุปกรณ์ออปติกอย่างกล้องจุลทรรศน์ ก็ไม่ได้ใช้ในการศึกษาคนหรือสัตว์ที่มีชีวิตโดยตรง เนื่องจากแสงไม่สามารถส่องผ่านเนื้อเยื่อที่มีชีวิตได้ แต่ตอนนี้เราสามารถทำให้เนื้อเยื่อโปร่งแสงได้ ซึ่งช่วยให้เราสามารถมองเห็นรายละเอียดมากขึ้น นับเป็นปฏิวัติการวิจัยด้านแสงที่มีอยู่แล้วในทางชีววิทยาอย่างสิ้นเชิง”
— นักวิจัยหลักของการศึกษานี้ กล่าว
