斑马鱼透明化：一种创新的光学技术

俄罗斯科学家提出了一种新的非侵入性方法来研究斑马鱼的循环系统。通过在红外线范围内用光波透视它们的身体，研究人员能够观察心脏跳动、血管位置和血液流动，不仅在幼虫发育的早期阶段，当幼虫视觉透明时，而且在后期阶段，当被研究的个体几乎无法通过可见光时。建议的方法将有助于更详细地研究药物、环境和其他因素对心血管系统功能的作用，以及研究其病理学的发展过程。

达尼奥鱼

由俄罗斯科学基金会（RNF）资助的研究结果发表在《科学报告》杂志上。丹尼奥雷里奥鱼是生物学家最喜欢的模型对象之一。这些动物很容易饲养，生长迅速，并且有一个类似于人类胚胎的循环系统。因此，Danio-Rerio经常研究心脏病和心血管病理学。这种研究通常是用对动物无害的光学方法进行的：鱼的透明身体被可见和近红外辐射照亮。

血液中透射光的强度取决于心率，通过观察这些变化，研究人员可以检测血液结构，绘制血管图，测量心率，并解决许多其他与分析心血管系统结构相关的任务。然而，这种光学方法在鱼小而透明的情况下效果良好。随着年龄的增长-在一周的年龄-他们获得了一种颜色，防止可见的辐射穿透组织。因此，科学家们正在寻找方法来研究鱼类心血管系统的结构和功能，即使它们的身体不再透明。

来自俄罗斯科学院独特仪器制造科学技术中心（莫斯科）、国立ITMO研究大学（圣彼得堡）和莫斯科国立技术大学的研究人员。嗯。莫斯科国立大学B.其他事项罗蒙诺索夫（莫斯科）和内水生物学研究所。D.帕帕宁（Borok）被建议用于心血管系统的研究，波长比标准光学方法更长的电磁辐射。通常在实验中使用波长在400纳米到1000纳米之间的可见光和近红外，这在视觉观察和常规摄像机记录方面很方便。

Denio-Rerio心血管系统照片，在400–1000 nm（a）和900–1700 nm（b）范围内拍摄

为了覆盖更广泛的范围，研究人员在显微镜中安装了两种不同的探测器-第一种在400-1000纳米范围内工作，第二种在900-1700纳米范围内工作。然后，研究人员通过观察大量成鱼的心血管系统来比较这两种模式。实验表明，这两种方法都可以跟踪鱼类心脏跳动的动态，从而可以用于研究心律失常。

然而，第一个较短的波长范围（400-1000纳米）无法通过色素沉着的皮肤区域观察鱼类的血管，也无法确定这些区域的血流速度。相反，通过记录和分析较长波长的辐射，科学家们获得了甚至最小的血管的详细图像。这是因为覆盖物的颜色在900-1700纳米的波长范围内是“透明的”。

实验研究人员

“我们提出的方法提供了一个机会，可以在不伤害动物本身的情况下，研究成年斑马鱼心血管系统的发育和病理。在这些模型设施中的长期实验对于开发诊断和治疗循环系统病理的新方法非常重要。我们将继续改进光学方法，扩大对各种组织和器官的非侵入性诊断的可能性，”俄罗斯科学院独特仪器制造科学技术中心声光光谱学实验室初级研究员德米德·霍赫洛夫说。