Ученые обнаружили неожиданные свойства пигмента из Древнего Египта

• 24.03.2020, 11:18

Краской на его основе покрыт всемирно известный бюст царицы Нефертити.

Ученые выяснили, что вещество, из которого состоит пигмент церулеум, известный еще со времен Древнего Египта, в нанолистах обладает свойством флюорофора, что позволяет использовать его для окрашивания биологических структур во время проведения исследований. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

Церулеум, или египетский синий — один из самых древних известных человеку пигментов. Он вырабатывался еще в Древнем Египте, и краской на его основе покрыт всемирно известный бюст царицы Нефертити. Еще одно его название — александрийская лазурь, которая в течение древнего периода была самой популярной синей краской в бассейне Средиземного моря и по своему значению превосходила остальные синие пигменты — азурит и ляпис-лазурь.

Немецкие ученые из Гёттингенского университета, изучив свойства вещества, из которого состоит пигмент египетского синего — силиката меди и кальция CaCuSi4O10, выяснили, что оно идеально подходит для применения в экспериментах с использованием ближней инфракрасной спектроскопии и микроскопии.

Микроскопия и оптическая визуализация являются важными инструментами в фундаментальных исследованиях и биомедицине. Они используют вещества, которые при возбуждении выделяют свет. Такие вещества, известные как флюорофоры, используются для окрашивания биологических микроструктур в образцах, что позволяет получать четкие изображения с использованием современных микроскопов.

Большинство флюорофоров светятся в диапазоне видимой части спектра, но часто бывает необходимо сделать снимки в ближнем инфракрасном диапазоне с длиной волны более 800 нанометров. Такой свет глубже проникает в ткани и меньше искажает изображение. Оказалось, что сверхтонкие чешуйки египетского синего обладают свойствами флюорофора, способного светиться в ближнем инфракрасном спектре.

Исследователи смогли отделить от силиката кальция и меди чрезвычайно тонкие нанослои толщиной около 1 нанометра, что в 100 000 раз тоньше человеческого волоса.

"Мы показали, что даже самые тонкие нанолисты чрезвычайно стабильны, ярко сияют и не бледнеют, что делает их идеальным материалом для оптических изображений", — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования доктора Себастьяна Крусса (Sebastian Kruss) из Института физической химии при Геттингенском университете.

Ученые проверили свою разработку в экспериментах на животных и растениях. Например, с помощью флюорофора на основе египетского синего они смогли визуализировать механические процессы, происходящие вокруг ядер в клетках ткани плодовой мухи, а также выявить структуру тканей. После того, как наночешуйки египетского синего были интегрированы в растения, зоны концентрации флюорофоров стали видны даже без микроскопа.

"Потенциал использования этого материала в современной микроскопии настолько высок, что мы связываем с ним ожидания новых открытий в биомедицинских исследованиях", — говорит Крусс.