Festmények eredetisége, sejtek belső szerkezete is elemezhető az infravörös technológia segítségével

A művészetekben az IR technológiát gyakran használják festmények restaurálásánál: az infravörös fény általában áthatol a festék felső rétegein, és feltárja az alatta lévő vázlatokat vagy korábbi változtatásokat. Ezzel a módszerrel például rejtett aláírásokat vagy kompozíciós változtatásokat lehet feltárni, ami a mű hitelességét vagy készítési folyamatát segít értelmezni. A mikroszkópiában az infravörös sugárzás áthatol olyan anyagokon (pl. élő szövetek, műanyagok), amelyek a látható fényt nem engedik át. Ez lehetővé teszi, hogy a minták mélyebb rétegeit vizsgálják anélkül, hogy meg kellene őket rongálni, így például sejtek belső szerkezete vagy ásványok kristályosodási mintázata is pontosabban elemezhető.

Sejtek károsodott részeinek (a vörös részek) kimutatása mikroszkóp alatt IR lézerfényben. Fotó: Dr. Datki Zsolt

Dr. Datki Zsolt tudományos főmunkatársként és a Micro-In Vivo Biomolekula Kutató Csoport vezetőjeként eddig nem ismert, újszerű és természetes eredetű molekulák keresésén, feltárásán és hasznosításán dolgozik. Pályája első szakaszában az Alzheimer-kór ellenes gyógyszerfejlesztésre fókuszált, majd munkáját új típusú diagnosztikai módszerek kutatásával folytatta. Jelenleg a csoportjával olyan interdiszciplináris innovációkon dolgozik, amelyek az általuk felfedezett biomolekulák egyedi alkalmazásain alapulnak például a biomedicinában, vagy a gyógyszeriparban. Kiemelt céljuk, hogy a tudományos eredmények ne csak a folyóirat-lapokon maradjanak, hanem gyakorlati, életminőséget javító megoldásokká váljanak.

Dr. Datki Zsolt szerint az infravörös technológia számos tudományos területen segítheti új felfedezésekehez a kutatókat. Fotó: Kovács-Jerney Ádám

– Hol jelenik meg az SZTE-n az infravörös fotográfia?

– Az infravörös fotográfiát olyan kutatásokhoz használjuk, amelyek a látható fényben lehetetlenek lennének: például mikroszkóp alatt feltérképezzük kisállatok bőre alatti fluoreszcens festékek eloszlását, vagy tomográfiás felvételeken elemezzük szöveteik háromdimenziós szerkezetét. Speciális IR-technikákkal vizsgáljuk áttetsző mikroszkopikus élőlények rejtett belső szervrendszereit. Emellett az infravörös fény segítségével kiemeljük a háttérből a célobjektumot, így például zavartalanul követhetjük az élő állatok mozgását. Mindezen technikai megoldások a hagyományos módszerekkel megvalósíthatatlanok lennének – tudtuk meg Dr. Datki Zsolttól.

Az infravörös technológiát a Szegedi Tudományegyetemen számos szakon tanítják, például fizikában (optika, spektroszkópia), kémiai elemzési módszerek tárgyak keretében, biológiában (például sejtszerkezetek vizsgálata), de művészettörténet-restaurálás szakon is. Mérnöki képzéseken (anyagtechnológia, építőmérnök) a szerkezeti hibák felderítésére, orvostudományban pedig képalkotó diagnosztikához kapcsolódóan oktatják. Csillagászatban az infravörös csillagmegfigyelések, környezettudományokban pedig klímaváltozás-kutatások kapcsán ismerhetik meg a hallgatók. Gyakran a BSc/MSc képzések technológia-alapú tárgyaiban kerül részletesebb kifejtésre.

A nyári képek télinek tűnnek, a zöld falevelek ugyanis fehérnek látszanak az infrafotón. Vajdahunyad vára Erdélyben (a temészeti IR fotózás minden jegyét hordozza magában: égbolt, növényzet, víz, épület) Fotó: Dr. Datki Zsolt

– Az infravörös technológia azért egyedülálló, mert olyan rejtett információkat tár fel, amelyek az emberi szem számára láthatatlanok. A művészetben a festmények rejtett rétegeit, a medicinában a bőr alatti szövetek változásait, a csillagászatban pedig a porfelhők mögött rejlő csillagkeletkezést mutatja meg – mindezt anélkül, hogy a vizsgált tárgyat megkárosítaná. A módszer érzékeny az anyagok kémiai összetételére, így a mérnöki tudományokban például anyaghibák felderítésére, az ökológiában pedig növények egészségi állapotának monitorozására is használják. Ugyanazzal a módszerrel szolgál a művészettörténésznek, a biológusnak és a csillagásznak is – ez teszi univerzálisan nélkülözhetetlenné – mondta el Dr. Datki Zsolt.

A mikroszkópiában alkalmazott infravörös technológia specializált szegmens Magyarországon. A szélesebb körű alkalmazás Dr. Datki Zsolt részéről a művészi fotográfia területén történt, ott is elsősorban a beltéri, műtermi körülmények között. Azt alapul véve, hogy a módszer mind tudományos, mind művészi szférában innovatívnak tekinthető, technológiailag számtalan lehetőséget rejt még magában.

– Milyen kutatás zajlik jelenleg, milyen eredmény várható a közeljövőben ezen a területen?

– Jelenleg egy – általunk felfedezett és a világirodalomban elsőként feltárt – természetes molekula család, úgynevezett kerekesféreg specifikus biopolimerek vizsgálata és kódolt információinak alkalmazásba való transzfere zajlik a laboratóriumunkban. Ez a természetben évmilliók alatt tökéletesített molekulák hasznosítását jelenti például a biomedicinában és a biotechnológiában – tájékoztatott az SZTE szakértője.

A mikrovilág is máshogy fest infrafotókon. Fotó: Kovács-Jerney Ádám

A Kutatók Éjszakáján az SZTE rendkívül inspiráló platformot nyújt, ahol a látogatók – főleg középiskolások és egyetemi hallgatók – szemtől szemben találkoznak a tudomány élő gyakorlatával. A szervezők tapasztalatai szerint a legnagyobb élményhatást a kutatás kezdeti lépésének számító megfigyelés módszertana érte el. Sok fiatal számára megdöbbentő, hogy a modern kutatásban is az egyszerű megfigyeléssel, a jelenségek „észrevételével” kezdődik minden – egy mikroszkóp alatt, infravörös kamerán keresztül vagy éppen fluoreszcens minták elemzésével. Ezeken a tradicionális estéken olyan kísérleteket mutatnak be, ahol a látogatók saját kezűleg fedezhetik fel például egy rovar szárnyának IR-spektrumát vagy egy festék által kirajzolt szövet rejtett rétegeit. A visszajelzések alapján ez az élmény nemcsak lelkesítette őket, de sokakban felkeltette a kutatás iránti érdeklődést is. Ráadásul többen hangsúlyozták, hogy a megfigyelés „elveszett” művészetének újrafelfedezése óriási tanulság volt számukra – és pont ez az, amit a téma szakértői szeretnének átadni a jövő generációinak.

Lévai Ferenc

Nytóképen: Az agy memória központja, a hippokampusz, különböző hullámhosszú IR fény rétegelt bemutatása; a pöttyök idegsejteket jelentenek.Fotó: Datki Zsolt