Группа исследователей из Медицинской школы Университета Массачусетса и Научно-технического университета Китая разработала технологию, позволяющую млекопитающим видеть в ближнем инфракрасном диапазоне. Одна инъекция наночастиц в глаза мышей дала им инфракрасное зрение на срок до десяти недель с минимальными побочными эффектами.
Типичные фоторецепторы млекопитающих активизируются световыми волнами в диапазоне от 400 до 700 нанометров. Чтобы иметь возможность видеть инфракрасный свет, необходимо, чтобы рецепторы реагировали на излучение с большей длиной волны. В проведенном в Китае эксперименте для этого были использованы наночастицы, способные прикрепляться к фоторецепторам сетчатки и трансформировать поступающую световую волну из ближнего инфракрасного диапазона в видимый.
Сами частицы имеют размер около 40 нанометров и содержат ионы иттербия Yb3+ и эрбия Eb3+, способные поглощать инфракрасные фотоны с длиной волны 980 нанометров и излучать после этого фотон с длиной волны 535 нанометров (диапазон зеленого цвета), на который уже сможет отреагировать фоторецептор. Также в состав наночастиц входит белок конканавалин А, который способен связываться с фоторецепторами. В результате наночастицы прикреплялись к рецепторам сетчатки и переводили для них инфракрасный свет в видимый диапазон.
Доставлялись наночастицы в сетчатку с помощью инъекции. Спустя некоторое время после этого зрачки глаз у подопытных мышей начинали сокращаться в ответ на инфракрасное излучение. Способность мышей видеть в этом диапазоне проверялась также в экспериментах, где мыши прятались в затемненной части террариума, избегая освещенных инфракрасным светом участков, или, плавая в воде, находили помеченную в инфракрасном диапазоне платформу. В ходе последнего из экспериментов было доказано, что мыши стали способны различать в инфракрасном диапазоне фигуры, например, треугольники и круги.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell.