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노란색 사탕 만드는 식용염료 이용해 투명 쥐 구현
미국 스탠퍼드대 연구진은 “일반적인 식용 염료를 크림처럼 발라 피부나 근육, 결합 조직이 일시적으로 투명해졌다”고 6일 국제 학술지 ‘사이언스(Science)’에 발표했다. 연구진은 미 식품의약국(FDA)이 승인한 식용 염료 중 하나인 타트라진(타르트라진)을 사용했다. 타트라진은 과자나 음료와 같은 제품에 사용되는 노란색 염료다. 먼저 타트라진을 물에 녹여 닭가슴살에 바르자 조직이 투명해져 내부 구조를 관찰할 수 있었다. 일반적으로 빛이 피부에 닿으면 조직이 빛을 산란시켜 눈에 불투명하게 보인다. 산란 효과는 물이나 지질과 같은 다양한 조직 성분에서 각각 빛이 꺾이는 정도인 ‘굴절률’이 달라 일어난다. 연구진은 타트라진이 조직 내부 물질의 굴절률을 맞춰 빛 산란을 줄여, 결과적으로 조직이 투명해진다는 것을 확인했다. 연구진은 쥐의 복부에 타트라진 염료를 발라 피부 3㎜ 아래의 간과 장, 방광을 눈으로 확인했다. 쥐의 두피와 뒷다리에도 염료를 발라 뇌의 혈관과 혈류, 근육 섬유의 미세 구조를 확인할 수 있었다. 관찰이 끝난 뒤 염료를 씻어내면 피부가 원래 색으로 돌아왔다. 이번 투명 염료는 부작용이 없었다. 염료를 바르고 씻어내는 동안 쥐의 심혈관이나 호흡계에는 변화가 없었다. 염료가 쥐의 피부에 미치는 영향도 없었다. 연구진은 “살아있는 생쥐의 내부 장기를 볼 수 있는 최초의 비침습적 접근법”이라며 불투명한 물질에 타트라진을 녹일수록 더 투명해졌다”고 설명했다. 논문 교신 저자인 구오송 홍(Guosong Hong) 스탠퍼드대 재료과학과 교수는 “이번 연구는 동물에게만 적용됐지만, 인간에게 적용할 수 있다면 다양한 생물학적, 진단적, 미용적인 이점을 제공할 수 있다”며 “인체를 관찰하는 방식을 바꿀 수 있다”고 설명했다. 예를 들어 수술 없이 종양을 살펴 진단하거나, 채혈 시 정맥을 쉽게 찾을 수 있도록 도울 수 있다. 연구진은 미세 바늘 패치나 주사를 사용해 염료를 깊숙이 주입하면 심부 종양도 볼 수 있다고 예측했다. 앞으로 피부 아래에 염료를 주입하는 것이 안전한지 확인하고, 타트라진과 같은 효과가 있는 염료를 더 찾을 계획이다. 
Achieving optical transparency in live mice with absorbing dye molecules. Strongly absorbing molecules dissolved in water can modify the RI of the aqueous medium through the Kramers-Kronig relations to match that of lipids. This approach can render various samples transparent, including scattering phantoms, chicken breast tissue, and live mouse body for visualizing a wide range of deep-seated structures and activities. Scale bars, 5 mm. [The schematic was prepared using BioRender.com]
*기사발췌 : chosun.com ** 참고논문 : Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules, SCIENCE, 6 Sep 2024, Vol 385, Issue 6713
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