Механизм действия этого метода основан на изменении взаимодействия непрозрачных тканей организма со светом. Жидкости, жиры и белки, которые содержатся в коже и мышцах, обладают разными показателями преломления света — способностью материала изменять направление светового луча. Так, водные компоненты имеют низкие показатели преломления, в то время как липиды и белки — высокие. Именно контраст между этими показателями приводит к рассеиванию света и непрозрачности тканей. Ученые предположили, что добавление светопоглощающего красителя позволит выровнять показатели преломления различных компонентов ткани и сделать ее прозрачной. Когда материал сильно поглощает свет определенной длины волны, он сильнее преломляет свет других длин волн.

Команда ученых попыталась предсказать, как определенные молекулы могут изменить взаимодействие тканей мышей со светом. Среди нескольких вариантов они сосредоточились на тартразине (FD&C Yellow 5) — широко используемом пищевом красителе. Когда тартразин растворяется в воде, он заставляет воду преломлять свет подобно жирам. Это приводит к тому, что ткани, содержащие жидкости и липиды, становятся прозрачными, так как показатель преломления света в жидкостях начинает совпадать с показателем липидов.

Первоначальные эксперименты показали, что тартразин делает кусочки куриной грудки прозрачными. Затем исследователи втирали краситель в различные области кожи живой мыши и рассматривали их под микроскопом. Нанесение красителя на кожу головы позволило изучить крошечные зигзаги кровеносных сосудов с разрешением на уровне микрометра (0,001 миллиметра). Нанесение его на живот дало представление о сокращении кишечника мыши при пищеварении и выявило другие движения, связанные с дыханием. Команда также использовала раствор на ноге мыши и смогла различить мышечные волокна под кожей.

Техника позволяет сделать прозрачными лишь поверхностные слои тканей толщиной до 3 миллиметров. Это ограничивает ее применение для визуализации внутренних органов и тканей крупных животных.

Поскольку тартразин — пищевой краситель, он безопасен для живых организмов. Эффект прозрачности обратим: после удаления красителя ткани восстанавливают свою непрозрачность. Любой избыток тартразина, который впитывался в организм, выводился с мочой грызунов в течение 48 часов после нанесения. Это делает метод более безопасным и щадящим по сравнению с существующими подходами, часто включающими агрессивные химические воздействия.

Новая технология пока не была протестирована на людях. Человеческая кожа в четыре раза толще, чем у мышей, что затрудняет впитывание тартразина в ее самые глубокие слои. Но если будущие исследования покажут, что краситель работает на людях и безопасен, он может стать полезным медицинским инструментом.