Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'barwnik' .
Znaleziono 23 wyników
-
Polscy chemicy opracowali stabilne barwniki, silnie emitujące światło czerwone. Umożliwią one badanie mikroskopem fluorescencyjnym głęboko położonych struktur biologicznych i obserwować choćby przeciwciała lub białka biorące udział w rozwoju chorób uszkadzających mózg. A jednak świeci Zaprojektowanie, a następnie zsyntetyzowanie lepszych barwników pozwoli na dalszy rozwój mikroskopii STED (Stimulated Emission Depletion) oraz w przyszłości na jej użycie w diagnostyce medycznej – mówi prof. Daniel Gryko z Instytutu Chemii Organicznej PAN, cytowany w informacji przesłanej przez FNP, która finansowała badania. Polscy naukowcy, we współpracy z Francuzami i Niemcami, stworzyli nową klasę trwałych znaczników fluorescencyjnych – nowy typ diketopirolopiroli – wykazujących niezwykle intensywną emisję światła czerwonego. Prof. Gryko podkreśla, że czerwone światło jest najlepiej widoczne pod mikroskopem fluorescencyjnym. Dlatego nowe związki organiczne będzie można zastosować jako sondy fluorescencyjne. Wyniki badań przedstawiono w formie publikacji w czasopiśmie „Angewandte Chemie”. Publikacja ta – jak informuje FNP – zmienia sposób patrzenia na związki, które w swojej strukturze mają dwie grupy nitrowe. Dotychczas sądzono, że grupa nitrowa prawie zawsze tłumi fluorescencję. A jednak diketopirolopirole emitują światło, choć mają taką właśnie strukturę. Badacze wykazali, że przy spełnieniu odpowiednich założeń grupa nitrowa nie wpływa na fluorescencję związku. Jest to istotne, bo często taka grupa podwyższa stabilność znacznika. Odkrycie jest w trakcie patentowania. Od zakreślaczy po zaawansowaną medycynę Fluorescencja to zdolność do emitowania światła o określonym kolorze, na skutek wzbudzenia promieniowaniem świetlnym o określonej długości. Związki wykazujące fluorescencję są często wykorzystywane w praktyce - od pisaków, tzw. zakreślaczy po tablety, laptopy, a nawet telewizory z wyświetlaczami zbudowanymi z tzw. OLED-ów, czyli diod na bazie związków organicznych, emitujących światło niebieskie, zielone i czerwone. Związki cechujące się fluorescencją znalazły też zastosowanie w nowoczesnej biologii molekularnej i diagnostyce medycznej. Wykorzystuje się je do obserwacji – przy pomocy mikroskopów fluorescencyjnych – różnych organelli komórkowych, białek, a także do śledzenia procesów zachodzących w komórkach – mówi prof. Daniel Gryko. Tłumaczy, że mikroskop fluorescencyjny ma znacznie większą rozdzielczość, niż konwencjonalny mikroskop optyczny, który (z uwagi na falową naturę światła) nie pozwala na obrazowanie struktur mniejszych, niż około 200 nanometrów. Rozdzielczość o kilka rzędów wielkości większą niż mikroskop optyczny ma mikroskop elektronowy, ale można w nim obserwować wyłącznie martwe obiekty, umieszczone w próżni i bombardowane wiązką elektronów. Mikroskop fluorescencyjny pozwala badać żywe organizmy i procesy, jakie w nich naturalnie zachodzą. Do przeprowadzenia takich obserwacji potrzeba właśnie barwników fluorescencyjnych lub znaczników. Barwniki te muszą przenikać przez błony komórkowe żywych komórek. Dołącza się je do obiektu, który ma być uwidoczniony pod mikroskopem, np. konkretnego białka, i w ten sposób można obserwować np. specyficzne przeciwciała lub białka biorące udział w rozwoju chorób uszkadzających mózg: w chorobie Parkinsona, Alzheimera czy Huntingtona. Najbardziej zaawansowaną techniką mikroskopii fluorescencyjnej jest mikroskopia typu STED, w której oprócz wiązki światła wzbudzającego, wykorzystuje się dodatkową wiązkę, która wygasza fluorescencję na brzegach wzbudzonego punktu. Dzięki temu uzyskany obraz ma bardzo wysoką rozdzielczość. Opracowanie mikroskopii fluorescencyjnej typu STED zostało uhonorowane Nagrodą Nobla w 2014 roku. Dzięki niej możliwe stało się precyzyjne badanie m.in. wzajemnych oddziaływań białek w komórkach czy różnicowania się tkanek w rozwoju embrionalnym. « powrót do artykułu -
Pomarańczowe pomidory są zdrowsze od czerwonych. Mimo że czerwone zawierają dużo więcej likopenu, antyutleniacza, który odpowiada zarazem za ich barwę, specjalna odmiana pomarańczowych pomidorów obfituje w błyskawicznie przyswajaną przez nasz organizm formę likopenu. Naukowcy zauważyli, że po zjedzeniu spaghetti z sosem z pomarańczowych pomidorów Tangerine u raczących się nim osób znacznie wzrósł poziom likopenu we krwi. Chociaż czerwone pomidory zawierają dużo więcej likopenu niż ich pomarańczowa odmiana, większość stanowi trudno przyswajalna postać antyutleniacza — opowiada Steven Schwartz, szef badań, profesor nauk o żywieniu oraz technologii na Uniwersytecie Stanowym Ohio. Uczestnicy badań, którzy jedli sos z pomarańczowych pomidorów, spożywali mniej likopenu, ale absorbowali go dużo więcej, niż miałoby to miejsce, gdyby sos do pasty przygotowano z czerwonych warzyw. Pomidorów Tangerine nie można jeszcze nabyć w warzywniakach czy supermarketach, bo zostały opracowane specjalnie na potrzeby amerykańskiego studium. Naukowcy sugerują, by robiąc zakupy, wybierać pomarańczowe i żółte odmiany pomidorów. Przestrzegają jednak, że nie sprawdzali, ile likopenu zawierają. Likopen jest jednym z karotenoidów. Chroni nas przed różnymi chorobami, m.in. zawałem serca, chorobami neurologicznymi oraz nowotworami. Można go znaleźć nie tylko w pomidorach, ale także w innych czerwonych owocach, np. arbuzach, dzikiej róży oraz czerwonych grejpfrutach. Dobrze rozpuszcza się w tłuszczach, dlatego łatwo przyswoić go z ciepłych dań z oliwą, tak jak miało to miejsce w przypadku sosu pomidorowego Stevena Schwartza. Pomidor to świetna biosyntetyczna fabryka karotenoidów. Naukowcy pracują nad zwiększeniem zawartości antyoksydantów oraz polepszeniem ich składu. Jakiś czas temu zespół prowadzony przez Schwartza odkrył w ludzkiej krwi duże ilości izomerów cis antyutleniacza. Większość pomidorów zawiera natomiast trans-likopen. Nie wiemy, dlaczego organizm transformuje likopen w izomery cis ani dlaczego pewne izomery są lepsze od innych. Amerykanie przygotowywali sosy do eksperymentów z dwóch rodzajów pomidorów: 1) odmiany Tangerine, która zawdzięcza swoją nazwę wyglądowi skórki (przypomina bowiem pomarańczową) i obfituje w cis-likopen, 2) zawierających dużo beta-karotenu. Bezpośrednio po zbiorach przygotowano koncentraty, doprawiono je włoskimi przyprawami i zapuszkowano (Journal of Agricultural and Food Chemistry). Wolontariusze świetnie przyswajali pomidorowy beta-karoten. Tylko marchew i słodkie ziemniaki stanowią lepsze, bogatsze i dostępniejsze, jego źródło. Ten karotenoid to główne źródło witaminy A dla dużej części światowej populacji.
-
Pomidory mogą być skuteczną alternatywą dla leków obniżających poziom cholesterolu i ciśnienie krwi. Włączenie ich do diety jest zatem skutecznym sposobem zapobiegania chorobom sercowo-naczyniowym. Doktorzy Karin Ried i Peter Fakler z Uniwersytetu w Adelajdzie jako pierwsi podsumowali wyniki badań dotyczących wpływu likopenu na stężenie cholesterolu i ciśnienie krwi. Australijczycy przeanalizowali wyniki 14 studiów z ostatnich 55 lat. Nasze metastudium sugeruje, że jeśli dana osoba spożywa ponad 25 mg likopenu dziennie, może w ten sposób zmniejszyć stężenie złego cholesterolu LDL aż o 10%. Można to porównać do wpływu niskich dawek leków przepisywanych powszechnie pacjentom z lekko podwyższonym cholesterolem, ale bez ich skutków ubocznych, do których należą m.in. bóle mięśni, osłabienie i uszkodzenie nerwów – opowiada Ried. Szczególnie bogate w likopen są pomidory. Przed chorobami serca zabezpiecza wypijanie 0,5 l soku pomidorowego dziennie lub zjadanie 50 g przecieru. Mniejsze ilości tego przeciwutleniacza znajdują się w arbuzie, papai, różowym grejpfrucie, gruszli (nazywanej też guawą) oraz owocach dzikiej róży. Akademicy z antypodów przypominają, że likopen jest lepiej przyswajany z pomidorów przetworzonych niż świeżych. Ponieważ dobrze rozpuszcza się w tłuszczach, warto poddać go obróbce termicznej z dodatkiem np. oliwy. Badanie pokazuje, że spożywanie dużych ilości likopenu wiąże się ze spadkiem ryzyka chorób sercowo-naczyniowych, włączając w to miażdżycę, zawały serca i udary. W przyszłości trzeba będzie ustalić, czy dawki likopenu powyżej 25-44 mg dziennie zapewniają jakieś dodatkowe korzyści.
-
Pod wpływem diety produkują barwną i świecącą nić
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Gąsienice jedwabników, które karmi się liśćmi morwy z dodatkiem fluorescencyjnych barwników, produkują nici o interesujących barwach, np. rażąco różowej. Doktorzy Natalia Tansil i Han Mingyong z Institute of Materials Research and Engineering (IMRE) w Singapurze podkreślają, że metoda jest tania i prosta. Obecnie trwają rozmowy z potencjalnymi partnerami przemysłowymi, dzięki którym w ciągu kilku lat proces powinno się łatwo przeskalować i skomercjalizować. Ponieważ barwnik trafia do rdzenia nici, kolory utrzymują się dłużej niż przy tradycyjnym farbowaniu. Poza tym nie zużywa się tyle wody, a i zanieczyszczenie środowiska jest znacznie mniejsze. By produkt trafił na rynek, trzeba jeszcze rozszerzyć gamę dostępnych kolorów i zadbać o powtarzalność, także w zakresie intensywności barw. Naukowcy widzą dla swojej dietetycznej metody również zastosowania na niwie medycyny. Czemu bowiem nie podawać żerującym gąsienicom Bombyx mori czegoś, co pozwoliłoby uzyskać nici, a następnie opatrunki ze związkami antybakteryjnymi, przeciwzapalnymi czy antykoagulantami? Badacze z Singapuru myślą też o gazach lub bandażach z substancjami działającymi jak czujniki. W przeszłości fluorescencyjne nici wytwarzały jedwabniki zmodyfikowane genetycznie. W 1999 r. BBC opublikowało np. artykuł o dokonaniach zespołu prof. Hajime Moriego z Instytutu Technologii w Kioto, światowej stolicy kimona. Japońskie jedwabniki wytwarzały świecącą zieloną nić, ale nie o kolor tu właściwie chodziło. Naukowcy chcieli ulepszyć właściwości nici. Założyli, że gdyby po wprowadzeniu genu pozwalającego na wzmocnienie oprzędu świecenie znikło, świadczyłoby to o skutecznym podstawieniu jednego genu drugim. Specjaliści z IMRE uzyskali niezmienione strukturalnie różowe, żółte czy pomarańczowe nici, które zaczynały świecić po potraktowaniu promieniami UV. Jedyną różnicą między proponowanym procesem a aktualnie stosowanymi metodami hodowli jest dodawanie barwnika do menu w ostatnich 4 dniach stadium larwalnego. Potem kolorowe kokony mogą już być zbierane i przetwarzane za pomocą zwykłych metod – opowiada rzecznik IMRE Eugene Low Ooi Meng. -
Ciemne jądra chronią przed mutacjami plemników
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Nauki przyrodnicze
Ciemne jądra chronią ptaki przed mutacjami plemników (Journal of Evolutionary Biology). Zespół Ismaela Galvána z Université Paris-Sud 11 badał melaninę, której ludzka skóra zawdzięcza swoją barwę. Okazało się, że można ją znaleźć nie tylko tutaj, ale również w jądrach wielu gatunków kręgowców. Melanina występuje głównie w powłoce wspólnej zwierząt (układzie narządów osłonowych pokrywających całe ciało kręgowców; są to skóra oraz jej przydatki, np. gruczoły czy włosy), ale pojawia się też w kilku tkankach pozaskórnych. Francuzi podejrzewali, że skoro pigment jest przeciwutleniaczem, sprawdziłby się jako substancja chroniąca spermę/płciowe komórki macierzyste przed stresem oksydacyjnym i uszkodzeniami DNA. Naukowcy badali 134 gatunki ptaków. Przyglądali się wskaźnikowi mutacji, a konkretnie substytucji, czyli zamiany jednej pary zasad na inną w cytochromie b mitochondriów, które natura wyposażyła we własne DNA (mtDNA) i które odpowiadają za procesy oddchania na poziomie komórkowym (w łańcuchu oddechowym energia jest pozyskiwana podczas etapowego przenoszenia elektronów na końcowy akceptor tlen). Plemniki potrzebują dużych ilości tlenu, dlatego mutacje w mitochondriach stanowią realne zagrożenie dla ich żywotności i reprodukcji. Okazało się, że u 42 gatunków ptaków z ciemniejszymi jądrami, np. u sów czy drozdowatych, wskaźnik mutacji mitochondrialnych był niższy. Melanina najczęściej uwidaczniała się w jądrach w okresie godowym. Poza tym nie zauważono związku między zakresem zaciemnienia upierzenia a zaciemnieniem jąder. Wyniki są tym bardziej interesujące, że melanina występuje u wszystkich organizmów: od bakterii po ssaki. Gdyby melanina rzeczywiście chroniła DNA mitochondriów przed szkodliwym działaniem reaktywnych form tlenu, powstaje uzasadnione pytanie, czemu nie u wszystkich zwierząt rozwinęło się ciemne zabarwienie jąder. Francuzi dywagują, że powodem może być koszt wytworzenia pigmentu. "Co sugeruje, że zwierzęta, które zaciemniają swoje jądra, postępują tak, ponieważ potrzebują tego ze względu na [historycznie] wysoki wskaźnik mutacji [w mitochondrialnym genomie]. -
Występujący w korze brzozy biały barwnik betulina pomaga obniżyć poziom cholesterolu, zapobiega otyłości i zwiększa wrażliwość na insulinę. Co ważne, w tętnicach myszy, w których planie żywieniowym uwzględniono betulinę, nie rozwijały się też blaszki miażdżycowe. W ten sposób udowodniono, że związek, znany wcześniej głównie ze swego zbawiennego wpływu na skórę, wspaniale nadaje się do zapobiegania wielu chorobom cywilizacyjnym, w tym cukrzycy. Betulina obiera na cel białka wiążące sekwencję odpowiedzi na sterole (ang. sterol regulatory element-binding proteins, SREBPs), czyli lipogenne czynniki transkrypcyjne, które odgrywają ważną rolę w aktywowaniu ekspresji genów zaangażowanych w biosyntezę cholesterolu, kwasów tłuszczowych i trójglicerydów. W ramach eksperymentu Bao-Liang Song z Szanghajskiego Instytutu Nauk Biologicznych i jego zespół poszukiwali związku chemicznego oddziałującego bezpośrednio na SREBP. Podczas badań okazało się, że betulina obniżała aktywność genów włączanych przez SREBP, poza tym w komórkach spadał poziom lipidów. Chińczycy podzielili myszy na trzy grupy. Wszystkim podawano obfitujące w tłuszcz posiłki. Przez 6 tygodni w menu pierwszej uwzględniono betulinę, drugiej podawano lek obniżający poziom cholesterolu lowastatynę, a trzeciej sól fizjologiczną. Okazało się, że w porównaniu do placebo, lowastatyna i betulina, choć na różne sposoby, prowadziły do mniejszego przyrostu wagi na niezdrowej diecie. Lek ograniczał ilość lipidów wychwytywanych z pożywienia, a pod wpływem barwnika brzozy zwierzęta spalały więcej kalorii. Zachęceni tymi wynikami naukowcy drążyli dalej temat, ustalając, że betulina obniża poziom lipidów we krwi, wątrobie i adipocytach tkanki tłuszczowej. Pod jej wpływem gryzonie stawały się bardziej wrażliwe na insulinę, co ograniczało ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2., a w przypadku myszy podatnych na miażdżycę pod wpływem betuliny i lowastatyny powstawało mniej zmian zwyrodnieniowo-wytwórczych. W wielu przypadkach betulina sprawdza się lepiej od lowastatyny. Jest łatwo dostępna i już teraz stanowi substancję prekursorową w produkcji innych leków. Choć uznaje się, że ma wyjątkowo niską toksyczność, trzeba to będzie jeszcze potwierdzić. Akademicy nie wykluczają, że potencjał pochodnych betuliny może być jeszcze wyższy od oryginału.
-
Za pomocą struktury w odwłoku szerszeń wschodni (Vespa orientalis) najpierw wyłapuje promienie słoneczne, a później dzięki specjalnemu barwnikowi pozyskuje ich energię. Wg międzynarodowego zespołu, który pracował pod przewodnictwem dr Mariana Plotkina z Uniwersytetu w Tel Awiwie, opisana umiejętność wyjaśniałaby, czemu owady są bardziej aktywne, gdy dni stają się cieplejsze. Osowate są zazwyczaj najbardziej aktywne o poranku (ich aktywność jest wtedy mniej więcej 2-krotnie większa niż na jakimkolwiek innym etapie dnia), tymczasem szerszenie wschodnie najbardziej uwijają się w okolicach południa. Entomolodzy doszli do takiego wniosku, obserwując kopiące podziemne gniazda robotnice V. orientalis i korelując ich działania z intensywnością słońca. Narodziło się pytanie, czemu owady z Bliskiego Wschodu się tak zachowują? Rozwiązanie zaproponował profesor Jacob S. Ishay, który stwierdził, że być może w ten sposób szerszenie "wyłapują" promieniowanie słoneczne. Zespół Plotkina wykorzystał mikroskop sił atomowych do zbadania budowy oskórka (łac. cuticula), czyli zewnętrznego szkieletu owada. Okazało się, że jego brązowa część wyglądała jak harmonijka z wyżłobieniami i podłużnymi miniwzgórkami o wysokości 160 nanometrów. Budowa żółtej części odwłoka była zupełnie inna. Tutaj oczom akademików ukazały się owalne wyrostki z charakterystycznymi zagłębieniami wielkości główki szpilki. Pojedyncza wypustka miała 50 nanometrów wysokości, a wszystkie się ze sobą zazębiały. Brązowa część ma świetne właściwości antyrefleksyjne. Pomaga w rozdzieleniu padającego promienia na kilka wiązek rozchodzących się w różnych kierunkach. W oskórku znajduje się też druga złożona z płatów struktura. Są one ułożone na sobie, a ich grubość zmniejsza się w miarę przesuwania się w głąb. W każdej warstwie znajdują się pręciki zbudowane z chityny, które tkwią w białkowej macierzy. Opisywany twór pozwala na uwięzienie światła w kutykuli, wymusza też odbijanie się promienia między poszczególnymi warstwami. Większa część ciała szerszenia jest brązowa i ma związek z melaniną. Żółte pasy na głowie i odwłoku to wynik nagromadzenia ksantopteryny. Ksantopteryna działa jak cząsteczka [...], która przekształca światło w energię elektryczną – tłumaczy Plotkin, który przypuszcza, że dzięki aktywności w okolicach południa szerszenie wschodnie zyskują siłę do kopania. Dotąd uważano, że metabolizm owadów zachodzi w ciele tłuszczowym, które spełnia podobne funkcje co ludzka wątroba. Tymczasem główna aktywność metaboliczna u szerszeni wschodnich odbywa się w warstwie żółtego pigmentu.
-
Badacze z Laboratorium Energetyki Laserowej Univeristy of Rochester opracowali błonę, która nie przepuszcza gazu, gdy na jej powierzchnię rzutowane jest światło ultrafioletowe, i uwalnia go, kiedy barwa, czyli długość fali, ulega zmianie (w tym przypadku na promieniowanie fioletowe). Wynalazcami pierwszej kontrolowanej w ten sposób membrany są student Eric Glowacki i jego opiekun naukowy Kenneth Marshall. Błonę wykonano z kawałka plastiku, w którym wydrążono otwory. Znajdują się w nich ciekłe kryształy i barwnik. Kiedy na błonę pada fioletowe światło, cząsteczki barwnika prostują się, a kryształy ustawiają się w rzędzie, co zapewnia bezproblemowy przepływ gazu. Po zmianie światła na ultrafioletowe molekuły barwnika wyginają się, przybierając kształt bumerangów czy, jak kto woli, bananów. Kryształy rozchodzą się w przypadkowych kierunkach, blokując gazowi przejście. Glowacki tłumaczy, że kontrolowanie przepuszczalności błony za pomocą światła, a nie temperatury czy elektryczności – dwóch często używanych obecnie metod – jest dużo wygodniejsze. Po pierwsze, można to robić zdalnie. Po drugie, kolor światła padającego na membranę daje się zmieniać bardzo precyzyjnie i właściwie natychmiast. Rozgrzewanie lub chłodzenie wymagają za to czasu, a powtarzanie tych procesów prowadzi niekiedy do uszkodzenia błony. Po trzecie, światło nie doprowadza do zapłonu, co ma niebagatelne znaczenie przy pracy z węglowodorami i innymi palnymi gazami. Po czwarte wreszcie, ilość energii świetnej potrzebnej do "przełączenia" membrany jest minimalna. Choć z pozoru prosta, nowatorska błona powstaje w kilku etapach. Na początku okrągły kawałek plastiku jest bombardowany strumieniem neutronów. W wyniku tego powstają równej wielkości otworki o średnicy ok. 1/100 mm. Następnie plastik zanurza się w roztworze ciekłych kryształów i barwnika, który wypełnia dziurki dzięki zjawiskom kapilarnym. Na końcu membranę umieszcza się w wirówce, by usunąć z powierzchni nadmiar kryształów. Amerykanie mają nadzieję, że w przyszłości ich wynalazek przyda się do dostarczania leków czy kontrolowania procesów przemysłowych. Na razie udało mu się zadebiutować na branżowej konferencji.
-
Naukowcy twierdzą, że znaleźli pierwsze naprawdę przekonujące dowody na to, że neandertalczycy ozdabiali swoje ciała i co więcej, rozumieli symboliczne znaczenie tej czynności. Odnaleziono bowiem muszle z pozostałościami barwników. Najprawdopodobniej stanowiły one pojemniki do przygotowywania i przechowywania prehistorycznych kosmetyków (Proceedings of the National Academy of Sciences). Oznacza to, że neandertalczycy malowali się już ok. 50 tys. lat temu. Muszle znaleziono na dwóch stanowiskach archeologicznych w Murcji w Hiszpanii. Pracami zespołu kierował profesor Joao Zilhao z Uniwersytetu w Bristolu. Już wcześniej w Afryce natrafiano na pałeczki z magnezu, które mogły służyć neandertalczykom do ozdabiania ciała, ale muszle to pierwszy pewny dowód, że wykorzystywali oni kosmetyki. Stosowanie złożonych przepisów to coś nowego. To coś więcej niż zwykłe malowanie ciała. Archeolodzy znaleźli grudki żółtego barwnika, który stanowił prawdopodobnie rodzaj podkładu, oraz barwnik czerwony z błyszczącymi czarnymi drobinkami. Wg specjalistów, rzeźbione muszle mogły być noszone jako biżuteria. Dotąd wielu badaczy uważało, że tylko człowiek współczesny był zdolny do malowania się i wkładania ozdób na potrzeby rytualne. Jak jednak wyjaśnia Zilhao, współegzystował on z neandertalczykiem w górnym paleolicie, a znaleziska z Hiszpanii są o 10 tys. lat starsze. Związek tych odkryć z neandertalczykami jest pewny jak skała, ludzie muszą więc skończyć z postrzeganiem tych hominidów jako półgłówków.
-
Szukali Egipcjanie i Majowie - znaleźli Amerykanie
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Technologia
Przypadkowe odkrycie dokonane na Oregon State University (OSU) rozwiązało problem, z którym ludzkość nie potrafiła poradzić sobie od tysięcy lat. Zarówno starożytni Egipcjanie, jak i Chińczycy czy Majowie szukali sposobu na wyprodukowanie trwałego, bezpiecznego niebieskiego barwnika. Jednak wszystko co wynaleziono, miało poważne wady. Błękit kobaltowy ma działanie rakotwórcze, błękit pruski uwalnia trujący cyjanek, a inne barwniki szybko niszczeją, gdy są wystawione na działanie wysokich temperatur lub kwasów. Teraz udało się znaleźć błękit, który wytrzymuje niezwykle wysokie temperatury i nie blaknie po tygodniowej kąpieli w kwasie. To było przypadkowe odkrycie - mówi profesor Mas Subramanian z Wydziału Chemii OSU. Badaliśmy tlenki manganu, gdyż interesowały nas ich pewne właściwości. Mogą być one bowiem jednocześnie ferromagnetykami i ferroelektrykami. Nasze prace nie miały nic wspólnego z badaniem pigmentów. Pewnego dnia jeden ze studentów wyjął z gorącego pieca próbki. Akurat obok przechodziłem i zobaczyłem, że mają piękny błękitny kolor. Od razu zdałem sobie sprawę z tego, że stało się coś zadziwiającego. Dalsze badania wykazały, że podgrzanie tlenków manganu do temperatury 1200 stopni Celsjusza pozwala na uzyskanie trwałego, bezpiecznego dla człowieka i środowiska, błękitnego barwnika, który jest tani, wytrzymuje wysokie temperatury i oddziaływanie kwasów. Wskutek niezwykle wysokiej temperatury jony manganu zorganizowały się w kształty, które dały błękitny kolor. Nowy pigment może być używany dosłownie wszędzie. Od atramentów dla drukarek, poprzez lakiery samochodowe po farby używane w domach. -
Popularny barwnik spożywczy może okazać się skutecznym lekiem zapobiegającym uszkodzeniom rdzenia kręgowego - twierdzą naukowcy z Rochester Medical Center. O ich odkryciu poinformowało czasopismo Proceedings of the National Academy of Sciences. Związkiem, który może odegrać centralną rolę w zapobieganiu zniszczeniom neuronów rdzenia kręgowego towarzyszącym np. wypadkom komunikacyjnym, jest Brilliant Blue G (BBG) - niebieski pigment stosowany m.in. jako dodatek do cukierków i napojów. Jak wykazał zespół dr. Maikena Nedergaarda, substancja ta skutecznie neutralizuje szkodliwe działanie jednego ze związków pojawiających się w miejscu naruszenia ciągłości rdzenia i przyśpieszających uszkodzenie znajdujących się w pobliżu włókien nerwowych. Badania, których efektem było odkrycie dobroczynnych właściwości BBG, rozpoczęły się 5 lat temu. Badacze z University of Rochester zaobserwowali wówczas, że w miejscu uszkodzenia rdzenia kręgowego błyskawicznie wzrasta poziom ATP - związku, który w zdrowej komórce pełni funkcję nośnika energii chemicznej, lecz w przypadku urazu bierze aktywny udział w niszczeniu komórek znajdujących się w okolicy miejsca uszkodzenia. Odkrycie szybko doprowadziło do odnalezienia sposobu na ochronę komórek rdzenia kręgowego. Jak wykazano w badaniach na szczurach, nadawała się do tego utleniona forma ATP. Co prawda skutecznie chroniła ona neurony przed uszkodzeniem, lecz było to rozwiązanie dalekie od idealnego. Po pierwsze, nikt nie chciałby umieścić igły wewnątrz poważnie uszkodzonego niewiele wcześniej rdzenia kręgowego (...). Po drugie, związek użyty przez nas na początku, czyli utleniony ATP, nie może być podany do krwiobiegu ze względu na niebezpieczne efekty uboczne - zauważa dr Nedergaard. Szybko stało się oczywiste, że konieczne jest znalezienie związku, który można podać szybko i bezpiecznie drogą dożylną. Poszukiwania substancji zdolnej do hamowania szkodliwej aktywnosci ATP doprowadziły do "namierzenia" dwóch bardzo podobnych strukturalnie związków: wspomnianego wcześniej BBG oraz innego barwnika spożywczego, zwanego Brilliant Blue FCF. Jak wykazały testy na zwierzętach, dożylne podanie BBG skutecznie chroni neurony przed uszkodzeniem wywołanym przez uraz rdzenia kręgowego. Szczury leczone tym popularnym pigmentem w znacznym stopniu odzyskały zdolność do poruszania się, a zastosowane leczenie nie wywoływało poważnych efektów ubocznych. W rzeczywistości jedynym działaniem niepożądanym "błękitnego leku" było wywołanie tymczasowego zabarwienia skóry, związane z zastosowaniem dawki wielokrotnie wyższej, niż w produktach spożywczych. Choć BBG jest związkiem stosowanym w przemyśle spożywczym od lat, nie ma pewności, czy jego stosowanie w podwyższonych dawkach byłoby bezpieczne. Oznacza to konieczność przeprowadzenia dodatkowych badań, lecz samo odkrycie ochronnych właściwości popularnego barwnika napawa optymizmem.
-
Niektórzy mówią (a inni śpiewają), że nic dwa razy się nie zdarza. Pewnie jest w tym sporo prawdy, ale czy to samo powiedzenie ma rację bytu w biologii? Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego postanowili to sprawdzić. Badania przeprowadzone na amerykańskiej uczelni są niczym innym, jak unowocześnioną wersją eksperymentów prowadzonych w XIX wieku przez Grzegorza Mendla, pioniera genetyki. Tym razem jednak, zamiast oceniać wyłącznie wygląd badanych roslin, naukowcy wykorzystali testy genetyczne pozwalające na śledzenie ewolucji niemal w czasie rzeczywistym. Obiektem studium był orlik - roślina wieloletnia z rodzaju Aquilegia. Charakterystyczną cechą tego organizmu jest wytwarzanie kwiatów w jednym z dwóch kolorów: czerwonym oraz białawo-żółtym. Pociąga to za sobą ogromne konsekwencje, gdyż jaskrawe kwiaty są zapylane niemal wyłącznie przez kolibry, zaś te bardziej płowe - przez motyle z rodziny zawisakowatych (Sphingidae). Nieco wcześniej wykazano, że liczebność motyli oraz kolibrów wywiera istotny wpływ na zmianę koloru kwiatów orlika. Wiąże się to ze zjawiskiem selekcji naturalnej - rośliny wytwarzające kwiaty "dopasowane" do preferencji zwierząt będą rozwijały się szybciej od konkurentów. Bardzo podobnie wygląda kwestia zmiany kształtu kwiatów w reakcji na kształty aparatów gębowych owadów oraz ptasich dziobów. Co ważne, zarówno zmiana barwy, jak i kształtu kwiatów jest z punktu widzenia populacji odwracalna i po upływie dostatecznie długiego czasu wygląd roślin powraca do stanu sprzed mutacji. Teraz naukowcy postanowili pójść o krok dalej. Dzięki badaniom z zakresu genomiki zidentyfikowali 34 geny biorące udział w wytwarzaniu poszczególnych barwników. Do zbadania pozostaje więc "tylko" sekwencja mutacji utrwalanych w populacji pod wpływem zmian w otoczeniu. Mówiąc najprościej, badacze chcą sprawdzić, czy za każdym razem orlik będzie ewoluował w identyczny sposób, tzn. na drodze mutacji w tych samych genach. Ostatecznie chcemy wiedzieć, czy ewolucja może być przewidywalna, tłumaczy prof. Scott A. Hodges, kierownik badań. Wiedza zdobyta dzięki wysiłkom jego zespołu może mieć niebagatelne znaczenie dla lepszego zrozumienia procesów adaptacji organizmów żywych do warunków środowiska.
-
Po zbadaniu tysięcy odmian jabłoni naukowcy stwierdzili, że jesienne czerwone liście komunikują owadom, że dysponują bronią chemiczną. Jaskrawe kolory byłyby zatem barwami wojennymi, związanymi z walką drzew ze szkodnikami. Zmarły w 2000 roku brytyjski biolog ewolucyjny William Hamilton twierdził, że czerwień liści to wyraźny komunikat: "Jestem zdrowym drzewem, które dysponuje wystarczającymi nakładami energii, by wytworzyć nowe barwniki, w dodatku trujące". Mowa, oczywiście, o antocyjanach. Wg innych naukowców, pigmenty te chronią rośliny przed szkodliwym działaniem słońca w czasie, gdy rozkładają się chloroplasty. Hamilton nie zgadzał się jednak z tą teorią, podkreślając, że nie pozwala ona wyjaśnić, czemu niektóre drzewa zawsze pokrywają się pięknymi barwami jesieni, a inne nie. By odpowiedzieć na to pytanie, Marco Archetti z Uniwersytetu Harvarda porównał ze sobą dzikie odmiany jabłoni, które ewoluowały w obecności owadów, z gatunkami hodowlanymi, mającymi dawać duże i słodkie owoce (nie są one odporne na działania insektów). Jeśli weźmiemy gatunek z jesiennymi kolorami i pozwolimy mu ewoluować bez kontaktu z owadami, populacja przestanie się pokrywać czerwienią – dowodzi Archetti. Zespół biologów odkrył, że w Wielkiej Brytanii (w Brogdale) czerwone liście występują tylko u 2,8% spośród 2170 udomowionych odmian. W Azji Środkowej, gdzie jabłonie pojawiły się po raz pierwszy, jesień odciska swoje barwne piętno aż na 62% dzikich drzew i na 2/5 odmian hodowlanych. Utrata płomiennego zabarwienia nie miałaby sensu, gdyby w grę wchodziła ochrona biochemii liści. Jeśli jednak ogrodnicy dobieraliby odmiany cenione ze względu na inne cechy, wszystkie elementy układanki zaczęłyby się splatać w spójną całość. Archetti zauważył również, że mszyce (Aphidodea), popularne szkodniki jabłoni, unikają w sadach drzew z czerwonymi liśćmi. Kiedy naukowiec przenosił późną wiosną owady na drzewa innego sadu, rośliny, których liście zaczerwieniły się jesienią, okazały się dla nich dużo bardziej niegościnne niż te, które pozostawały wtedy zielone lub były żółte. Larwy żerujące na tych pierwszych rzadziej osiągały dorosłość. Wydaje się jasne, że w przypadku jabłoni i mszyc mamy do czynienia z koewolucją. Jesienią mszyce opuszczają zamieszkiwane wcześniej drzewa, by spółkować i złożyć jaja. Aphidodea mogą szkodzić roślinom na dwa sposoby. Po pierwsze wykluwające się wiosną larwy żywią się ich sokami. Po drugie, owady te roznoszą choroby, np. wywoływaną przez bakterie Erwinia amylovora zarazę ogniową. Chociaż mszyce nie mają receptorów wyspecjalizowanych w czerwieni, na początku tego roku Archetti i Thomas Döring opublikowali artykuł, w którym wykazali, że owady te inaczej reagują na czerwień, a inaczej na zieleń.
-
Wygląda na to, że kobiety i mężczyzn można odróżnić nie tylko po budowie twarzy, ale także po kolorycie cery. Tytuł znanej książki Mężczyźni są Marsa, kobiety z Wenus da się więc spokojnie przekształcić w Mężczyźni są czerwoni, kobiety zielonkawe. Profesor Michael J. Tarr i Adrian Nestor z Brown University odkryli międzypłciowe różnice w zabarwieniu skóry po przeanalizowaniu setek twarzy. Ich doniesienia są niezwykle istotne dla naukowców zajmujących się postrzeganiem oraz dla producentów aplikacji biometrycznych, przemysłu reklamowego czy kosmetycznego (warto przecież badać, czemu i w jaki sposób panie się malują). Zespół Tarra analizował 100 kobiecych i 100 męskich twarzy. Wszystkie należały do białych osób. Zebrano je w bazie danych Instytutu Maxa Plancka w Tybindze. Fotografie wykonywano za pomocą skanera 3D, dbając o zachowanie identycznych warunków oświetleniowych. Nikt nie miał makijażu. Następnie naukowcy posłużyli się programem MatLab, który pozwolił ocenić zawartość czerwonego i zielonego barwnika w skórze. Dodatkowo Amerykanie wspomagali się własnym zbiorem zdjęć fizjonomii, które podobnie jak niemieckie, utrwalono w standaryzowanych warunkach. Jeśli dana twarz znajduje się bliżej czerwonego krańca spektrum, jest bardziej prawdopodobne, że należy do mężczyzny. Jeśli z kolei lokuje się bliżej końca zielonego, jej właścicielką jest najpewniej kobieta. Chcąc dogłębniej zbadać zagadnienie, Tarr i Nestor stworzyli androgyniczną twarz. Doszli do tego, uśredniając 200 wyjściowych buź. Potem losowo zamazywali ją za pomocą "wizualnego szumu", który był czerwonawy albo zawierał większą domieszkę zielonego. Badani mieli powiedzieć, czy widzieli twarz należącą do kobiety, czy mężczyzny. W eksperymencie wzięło udział 3 studentów Brown University. Wszyscy widzieli prawidłowo (ewentualne wady wzroku korygowano okularami), nikt nie był daltonistą. W ciągu 10 godzinnych sesji pokazywano im tysiące zdjęć. Potem podzielono je według przypisanej płci. Po przeanalizowaniu przeciętnego nasycenia kolorami w różnych częściach twarzy tutaj także okazało się, że męskie fizjonomie były zaczerwienione, a damskie w większym stopniu zielonkawe. Zdarza się, oczywiście, że mężczyźni miewają twarze z dużą domieszką zielonego, a kobiety czerwonego. Nie da się jednak zaprzeczyć, że kolor pomaga nam zidentyfikować twarz, gdy jej kształt jest dwuznaczny lub ukryty.
-
Naukowcy z Uniwersytetu Wiktorii w Nowej Zelandii opracowali barwniki z dodatkiem czystego złota i srebra. Pozwoliło to na uzyskanie niezwykłych barw. Szal ze złotymi nanocząsteczkami zaprezentowano na konferencji Instytutu Nanonanuki i Technologii w Bostonie. Wbrew oczekiwaniom, wełna merynosów i inne tkaniny zafarbowane w ten sposób nie są złote ani srebrne. W przypadku drobinek złota gama uzyskanych kolorów zmienia się między fioletem a żółcią. Przy srebrze udało się stworzyć jaskrawe żółcie, zielenie i pomarańcze. Istnieje też możliwość uzyskania całkiem nowej barwy poprzez zmieszanie kilku innych. Liczba nanocząsteczek złota lub srebra wpływa na intensywność barwy. Poza tym kolor wełny uzależniony jest od rozmiarów nanodrobinek oraz ich kształtu. Sferyczne cząsteczki złota o średnicy ok. 10 nanometrów dają barwę czerwonego wina. Gdy ich rozmiar wzrasta stopniowo do 100 nanometrów, kolejno pojawiają się czerwień, fiolet, niebieski, a na końcu różne odcienie szarości. Cząsteczki srebra są bardziej "zmyślne" – wyjaśnia James Johnston. Rozmiar i kształt (kulisty, trójkątny, okrągłych płytek i graniastosłupów) wpływa na ich kolor. Stąd odcienie zieleni, żółci i pomarańczowego. Johnston twierdzi, że w odróżnieniu od tradycyjnych nowe barwniki są przyjazne dla środowiska. Co więcej, zafarbowana w ten sposób wełna nie blaknie, nie wyciera się i nie elektryzuje. Złote nanocząsteczki nigdy się nie wypłukują. Na tym jednak nie koniec, tkanina jest delikatna w dotyku, a kolor wyjątkowo subtelny. Garderoba barwiona nanocząsteczkami złota/srebra ma też jeden spory minus – cenę. Szal z wełny ze szlachetnymi drobinkami, taki jak zademonstrowany na konwencie, będzie kosztował ok. 200-300 dol. Nowozelandczyk nie ujawnił, z jakimi projektantami mody prowadzi pertraktacje, ale ma nadzieję, że jego barwniki zadebiutują na wybiegu jeszcze w tym roku. Nanocząsteczki metali szlachetnych nie są "wymysłem" ostatnich lat. Od stuleci złoto dodawano do szkła, by w ten sposób zabarwić je na czerwono. Badano także ich potencjał leczniczy. Od ok. 10 lat nanocząsteczki srebra można znaleźć w materiale, z którego są wykonane skarpety czy maskotki dla dzieci. Zdecydowano się na to ze względu na antybakteryjne właściwości tego pierwiastka. Niestety, okazuje się, że pojawiły się zanieczyszczenia wody tym metalem.
-
Wszystkie postaci słynnej armii terakotowej pokryto rozbitymi jajami. Nie jest to bynajmniej zemsta konkurencyjnego artysty, ale zabieg pozwalający na lepsze związanie farby. Niemieccy i włoscy chemicy przeanalizowali próbki pobrane z kilku figur. Okazało się, że jajeczna farba była nakładana na warstwę lakieru. Farba jajeczna jest zazwyczaj bardzo trwała i nie rozpuszcza się w wodzie. To powoduje, że jest bardziej odporna na oddziaływania wilgoci – opowiada Catharina Blaensdorf z Politechniki w Monachium. Dzięki białkom jaja farba lepiej przylegała do lakieru, co z kolei pozwalało na nałożenie grubszej jej warstwy (Journal of Cultural Heritage). Próbki farby pochodziły z twarzy żołnierzy, figur łabędzi i klęczących łuczników, łuski podniesiono także z ziemi. Za pomocą odpowiednich odczynników doprowadzono do rozkładu barwnika, a następnie mieszaninę wprowadzono do maszyny analizującej skład chemiczny. Wśród zastosowanych pigmentów znalazły się: biel ołowiowa, cerusyt, kwarc, cynober, malachit, sadza, sole miedzi, azuryt i chiński fiolet (ang. Chinese purple). Figury były solidnie wykonane, a farby jaskrawe, by cesarska armia wygrała walkę z czasem. Mauzoleum aż jeżyło się od licznych zabezpieczeń. W środku znajdowały się wybuchające pułapki, na złodziei czekały też gotowe do strzału kusze. Na figurach znaleziono podpisy osiemdziesięciu rzeźbiarzy. Niektórzy byli rzemieślnikami na usługach władcy, inni należeli do grona szanowanych artystów miejscowych. Odkrycie pozostałości jaj w farbie jest bardzo ważne. Okazuje się bowiem, że Chińczycy postępowali podobnie jak artyści ze starożytnego Rzymu lub Grecji, którzy w tym samym czasie tworzyli malowidła na murach czy kamieniu. Ponadto nowa wiedza pozwoli lepiej zrekonstruować zniszczone figury.
-
Naukowcy z Ryukoku University w Kioto opracowali świecący w ciemności fluoryzujący materiał, dzięki któremu można uzyskać wszystkie barwy, łącznie ze światłem białym. Nie wymaga on dostarczania prądu, można by go więc wykorzystać do "wyświetlania" np. znaków ostrzegawczych czy informacyjnych. W związku z dużą oszczędnością energii są nim już zainteresowane dwa duże miasta: Tokio i Nowy Jork. Jak zauważa jeden z badaczy, Mitsunori Saito, tradycyjne zielone lub niebieskie luminofory [substancje chemiczne zaczynające świecić pod wpływem uderzających w nie elektronów — przyp. red.] dają nienaturalne oświetlenie, w którym ludzie odczuwają niepokój. Cechuje je także nieduży kontrast, a to spory problem przy pogorszonej widoczności, np. w gęstej mgle czy dymie. Według Japończyków, cieplejsze kolory, np. pomarańczowy albo czerwony, pozwalają stworzyć czytelniejsze znaki. Łącząc czerwony, zielony i błękity, potrafimy nawet uzyskać białe światło, a to może oznaczać naturalniejsze oświetlenie pomieszczeń itp. Materiały fluorescencyjne absorbują energię, kiedy wystawia się je na działanie światła i emitują ją, gdy robi się ciemno. Do tej pory dysponowano długo świecącymi zielonymi i niebieskimi substancjami, czerwone jarzyły się jednak dużo krócej, bo przez kilka minut, a nie godzin. Mitsunori Saito i jego dwuosobowy zespół (Naoki Adachi i Hiroyasu Kondo) przekroczyli to ograniczenie, dodając do szmaragdowych i błękitnych luminoforów czerwony barwnik. Cząsteczki barwnika absorbują energię światła emitowanego przez luminofor i zaczynają się jarzyć na czerwono "na własną rękę". Mieszając w różnych proporcjach czerwony barwnik z zielonym i niebieskim luminoforem, można uzyskać pełną gamę kolorów rozróżnianych gołym okiem. Naukowcy podkreślają, że barwnik w żaden sposób nie zmienia wydajności lampy. Po 5-minutowym ładowaniu świeci ona ok. 3 godzin (Optics Express).
-
Naukowcy mają skłonność do częstego przepowiadania rewolucji informatycznych. Rewolucyjne miały być – procesory bądź komputery – wektorowe, sygnałowe, macierze FPGA, optyczne czy kwantowe. Do tego obiecywano "przewroty" wynikające z zastosowania przeróżnych technologii, które powinny posłać do lamusa układy scalone bazujące na krzemie. Do ostatniej grupy należy zaliczyć pomysł wykorzystania w przyszłych komputerach pigmentów z grupy ftalocyjanin. Według naukowców z londyńskich ośrodków Imperial College oraz Centre for Nanotechnology, możliwe jest sterowanie magnetycznymi właściwościami cząsteczek wspomnianych związków. Zaobserwowali oni bowiem wzajemne oddziaływania między atomami metalu (m.in. miedzi) znajdującymi się w centrach owych cząstek. Badacze są także w stanie kontrolować spin tych atomów, co można wykorzystać do przechowywania i przetwarzania informacji. Do tej pory udało im się uzyskać przełączenie stanu z "włączonego" na "wyłączony" oraz z "włączonego" na "włączony" innego rodzaju. Obecnie trwają prace nad "włączaniem" cząsteczkowych przełączników – jeśli zakończą się one sukcesem, otrzymamy technologię zdolną zastąpić standardowe układy logiczne. Niewykluczone również, że w podobny sposób uda się uzyskać qubity – podstawowe elementy komputerów kwantowych. Jeśli ftalocyjaniny faktycznie staną się podstawą przyszłych układów elektronicznych, pozwolą one uzyskać m.in. pamięci o gęstości upakowania sięgającej setek miliardów bitów na centymetr kwadratowy. Jednak póki co, klasyczne procesory i krzem trzymają się mocno, a to dzięki nieustającej ewolucji technologii wytwarzania chipów.
-
Brytyjska projektantka i chemik stworzyli pierwszą na świecie rozpuszczalną sukienkę. Trudno chyba o materiał bardziej ekologiczny. Z jego utylizacją nie ma najmniejszych problemów, ponieważ znika niemal bez śladu. Podczas realizacji projektu Wonderland Helen Storey reprezentuje fundację swojego imienia, a Tony Ryan Uniwersytet w Sheffield. Na zbliżającym się pokazie zademonstrują 8 sukni z rozpuszczalnych tekstyliów, które zostaną opuszczone do dużych akwariów. Kreacje wykonano z czystego polimeru, alkoholu poliwinylowego, wykorzystywanego do produkcji saszetek uwalniających podczas prania detergenty. Sukienki rozkładają się bardzo wolno, przetrwają więc nawet najbardziej wyczerpujące (czytaj: wyciskające siódme poty) przyjęcie. W wodzie pozostaje po nich ślad przypominający pajęczą nić. Suknia Helen to metafora wszystkich pięknych rzeczy, które tworzymy, a o których nigdy nie myślimy i bez wahania wyrzucamy — tłumaczy profesor Ryan. W ciągu życia pozbywamy się ok. 20 ton opakowań. Chcieliśmy, by ludzie mieli tego świadomość i by poważniej myśleli o nauce. Suknie przyozdobiono kwiatami, które podczas rozpuszczania z wolna uwalniają barwnik i wyglądem przypominają poruszające się w sporej misie anemony. Barwnik zmienia napięcie powierzchniowe, dlatego kwiaty zachowują się jak polujące na siebie zwierzęta. Na ich "trajektorię" wpływają dwa czynniki: kształt rośliny (gwiaździste wydają się tańczyć) i rodzaj barwnika. Jeśli jest on naładowany dodatnio, czyli zawiera kationy, lgnie do ozdób naładowanych ujemnie (z anionami). Storey skontaktowała się z Ryanem po wywiadzie na temat samoniszczących się plastików, którego chemik udzielił radiu BBC. Para pracowała razem nie tylko nad tekstyliami, ale i innymi produktami stanowiącymi połączenie nauki ze sztuką. Wymyślili na przykład znikające butelki, które po opróżnieniu można rozpuścić w gorącej wodzie. Kiedy płyn stygnie, zamienia się w żel wykorzystywany do kiełkowania nasion. Inny pomysł to oczyszczająca wodę poduszka.
-
Wyobraźmy sobie, że nasze ubranie zmienia kolor stosownie do okazji, w zależności od tego, czy jesteśmy akurat na spacerze, czy spędzamy wieczór w nocnym klubie. W Australii wynaleziono barwniki do farbowania wełny, które zmieniają odcień pod wpływem promieni UV. Wynalazek zawdzięczamy grupie naukowców z zespołu Tong Cheng z australijskiego Uniwersytetu Deakina. Barwniki zmieniające kolor pod wpływem światła nazwano fotochromatycznymi. Jak dotąd wykorzystano je na przykład do przyciemniania okularów przeciwsłonecznych lub samochodowych lusterek. Podobne substancje do farbowania tkanin pojawiły się już wcześniej na rynku, okazały się jednak bardzo nietrwałe, ponieważ szybko się z nich zmywały. Barwnik wynaleziony przez Cheng oraz jej kolegów niełatwo sprać, gdyż przytrzymują go porowate włókna polimerowe. Znalezienie odpowiednich polimerów stanowiło dla wynalazców ogromne wyzwanie. Zbyt wielkie pory ułatwiały zmywanie substancji, zbyt małe nie zatrzymywały z kolei w sobie barwnika. Należało też zachować właściwości włókien umożliwiające normalne użytkowanie tkaniny, a więc noszenie, pranie, prasowanie itp. Zmiana koloru tkaniny następuje, gdy światło zmienia strukturę barwnika, dzięki czemu absorbuje on kolejne długości fal świetlnych. Proces ten trwa około dwóch do trzech sekund. Nowe włókna i powstałe z nich tkaniny nie różnią się od tradycyjnych. Wyglądają podobnie, są równie miękkie i mają trwałe, niespieralne kolory. Fotochromatyczną wełnę czeka zapewne świetlana przyszłość, głównie w modzie i marketingu. Ciekawe efekty można uzyskać przez dodanie wełnianych nici do składu bawełnianych T-shirtów, na których pod wpływem słońca czy dyskotekowych reflektorów będą się pojawiać ukryte wzory lub napisy. Dzięki badaniom nad właściwościami nowych tkanin dostrzeżono jeszcze jedną ich właściwość. Zastosowane polimery działają również jako absorbenty promieni UV, co zmniejsza ryzyko zachorowania na raka skóry. Na pewno niejeden z panów kupiłby elegancką koszulę, na której po wyjściu z pracy pojawiają się zabawne nadruki. I niejedna strojnisia wybrałaby się na dyskotekę w topie z ukrytym napisem albo na plażę w bikini, które w słońcu zmienia kolor i w dodatku ma wbudowany filtr UV.
-
Pomarańczowe kalafiory wyglądają niecodziennie i, podobnie jak odmiany fioletowe czy zielone, nie u wszystkich wywołują pozytywne skojarzenia. Pracujący pod przewodnictwem genetyka Li Li badacze z Cornell University odkryli, że za nietypowy kolor warzywa odpowiada mutacja genetyczna. Okazało się też, że inne zmutowane rośliny uprawne, m.in. kukurydza, ziemniaki, ryż, sorgo czy pszenica, mogą zawierać więcej istotnych dla zdrowia składników odżywczych. Mutacja zwiększa w roślinach zawartość beta-karotenu, barwnika odpowiedzialnego za charakterystyczną barwę np. marchwi, a zarazem prekursora witaminy A. Wiele roślin umie go wytwarzać, nie robi tego jednak z przyczyn metabolicznych albo z braku miejsca do jego magazynowania. Pomarańczowy kalafior mógłby skutecznie pomagać w zwalczaniu niedoborów witaminy A, zwłaszcza w ubogich krajach rozwijających się. Inni naukowcy stworzyli tzw. złoty ryż, który po "wstawieniu" kilku dodatkowych genów zaczyna produkować beta-karoten. W przypadku części roślin technika ta okazała się jednak mniej skuteczna od metody Li, który skupił się nie na syntezie, ale przechowywaniu omawianego związku. Obecnie Li i Joyce Van Eck pracują nad transgenicznymi ziemniakami. Wskutek manipulacji genetycznej mają powstać odmiany o zwiększonych zdolnościach zarówno wytwarzania, jak i magazynowania beta-karotenu (The Plant Cell). Pierwsze pomarańczowe kalafiory pojawiły się ok. 30 lat temu na polu uprawnym w Kanadzie. Później trafiły do regularnej sprzedaży.
-
Włoscy naukowcy udowodnili, że mierząc zawartość melaniny w próbce włosów danej osoby, można ocenić ryzyko, że zachoruje ona na czerniaka (American Journal of Epidemiology). Zawartość melaniny wskazuje na rodzaj skóry badanego. Dr Stefano Rosso z Piedmont Cancer Registry w Turynie tłumaczy, że na tej podstawie można by indywidualnie ustalać, co jaki czas trzeba się zgłaszać na wizyty kontrolne u lekarza. Stężenie barwnika we włosach da się określać na różne sposoby. W eksperymentach włoskiego zespołu badano włosy Europejczyków i mieszkańców Ameryki Południowej. W latach 2001-2002 wzięli oni udział w zakrojonych na szeroką skalę badaniach dotyczących nowotworów. Dziewięćdziesiąt osiem osób z czerniakiem porównywano z równoliczną grupą kontrolną. Naukowcy zaobserwowali, że najpewniejsze wyniki uzyskuje się dzięki określaniu stężenia kwasu 2,3,5-pyrroletrikarboksylowego (PTCA). Powstaje on wskutek utleniania eumelaniny, czyli czarnej odmiany melaniny. Po uwzględnieniu koloru włosów, oczu i liczby piegów badacze stwierdzili, że pacjenci ze stężeniem PTCA poniżej 85 ng/mg zapadają na nowotwory skóry 4-krotnie częściej od pozostałych uczestników eksperymentu. Kiedy posłużono się spektroskopią w bliskiej podczerwieni, według specjalistów, szybszą, ale mniej dokładną metodą określania stężenia eumelaniny, stwierdzono 2-krotnie podwyższone ryzyko zachorowania. Różnica między grupami stawała się jednak nieistotna statystycznie po uwzględnieniu innych czynników ryzyka. Zespół Rossy chce ulepszyć spektroskopię w bliskiej podczerwieni i rozszerzyć badania PTCA na raka podstawnokomórkowego i płaskokomórkowego.
-
Urzet barwierski, używany przez Celtów do malowania ciała na niebiesko, by zwalczyć strach przed wrogami, może obecnie znaleźć zastosowanie w walce z nowotworami. Naukowcy odkryli, że urzet (Isatis tinctoria) jest bogatym źródłem wykazującej działanie antynowotworowe glukobrazycyny (GBS). Znajduje się ona również w brokułach oraz brukselce. Uważa się, że wykazuje szczególną aktywność w stosunku do nowotworów piersi. Zespół dr Stefanii Galletti z Uniwersytetu Bolońskiego odkrył, że urzet zawiera 20 razy więcej GBS niż brokuły. Podobnie jak spokrewnione gatunki roślin, Isatis tinctoria wykorzystuje ten związek chemiczny jako ochronę przed szkodnikami. Wydziela się go więcej, gdy roślina ulegnie uszkodzeniu fizycznemu lub podziała się na nią pewnym substancjami. Badacze zwiększyli wydzielanie GBS przez urzet, uszkadzając liście w podobny sposób, jak to robią szkodniki. Mają nadzieję, że w ten sposób uda im się uzyskać ilości glukobrazycyny wystarczające do przeprowadzenia prób klinicznych. Ostatnie badanie wykazało istnienie znaczącego związku między zwiększoną konsumpcją gorczycy a spadkiem liczby zachorowań na nowotwory płuc wśród palaczy. Wyniki innego studium wskazują, że GBS zapobiega rakowi piersi poprzez "wypłukiwanie" z organizmu pochodnych estrogenu. Stężenie GBS w warzywach, np. brokułach, nie jest wysokie, w dodatku związek ten współwystępuje z innymi substancjami i trudno byłoby go wyekstrahować oraz oczyścić do prób klinicznych z udziałem ludzi. Urzet barwierski może być pierwszy tanim, a zarazem bogatym źródłem GBS. Urzet był stosowany przez plemiona brytyjskie do malowania twarzy i innych części ciała. Boadicea/Boudicca (czyli zwycięska), królowa Icenów żyjących we wschodniej Anglii, zorganizowała w roku 60 n.e. rebelię przeciwko Rzymianom. Poprowadziła swoje wojska całkowicie rozebrana, ale pomalowana na niebiesko barwnikiem uzyskanym z Isatis tinctoria. Barwnik ten był wysoko ceniony w średniowieczu, ale w XVI wieku został wyparty przez tańsze importowane indygo. Glukobrazycyna należy do grupy glukozynolanów. Odpowiadają one za gorzki smak warzyw kapustnych.