Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Vynálezy z říše Nano. Detektor výbušnin i teploměr pro buňky

  12:56
Tým vědců z univerzit v Olomouci a Hongkongu učinil další významný krok ve světě nanočástic a nanomateriálů. Přesněji, udělal kroky čtyři. Právě tolik výsledků totiž během krátké doby vědci publikovali v prestižních vědeckých časopisech. O několika se přitom ve vědeckých kruzích hovoří rovnou jako o průlomových.

Ředitel Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů Univerzity Palackého Radek Zbořil. | foto: Tomáš Frait, MF DNES

Mezinárodní tým vědců z Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů (RCPTM) Univerzity Palackého a City University v Hongkongu se zaměřuje na výzkum uhlíkových kvantových teček, nanočástic mědi nebo takzvaných anorganicko-organických perovskitů.

To vše jsou malé objekty hmoty o velikosti tisícin mikrometrů (jeden mikrometr je jedna miliontina metru pozn. autora), které vyzařují světlo různé barvy v závislosti na velikosti a chemické struktuře.

„S výzkumem uhlíkových kvantových teček jsme začali asi před deseti lety. Před pár lety jsme s Andreyem Rogachem z Hongkongu výzkum rozšířili i na jiné typy fosforeskujících nanočástic a také jsme se mnohem více posunuli k aplikacím,“ říká vedoucí českého týmu a ředitel RCPTM Radek Zbořil. A v nedávné době tyto výzkumy přinesly velké úspěchy.

V časopise Americké chemické společnosti ACS Nano nedávno olomoučtí a hongkongští vědci publikovali výsledky výzkumu, který ukázal mimořádný potenciál uhlíkových nanočástic v lékařské diagnostice.

Vědci přišli na to, že s pomocí fotoluminiscence - tedy schopnosti látek pohlcovat vyzářenou energii (například UV nebo RTG) a přeměňovat ji na světlo - kvantových teček lze stanovit teplotu uvnitř živé buňky.

„Zjednodušeně řečeno, uhlíkové tečky fungují jako optické sondy, které mohou ukázat na nemocné buňky,“ vysvětlují autoři výzkumu.

Nanovýzkum může najít velké využití například v medicíně...

Ve stejném časopise mezinárodní tým popsal také novou technologii, která umožňuje připravit odlišné barevné „varianty“ uhlíkových teček, včetně červených.

„Červené světlo nejlépe prochází lidskou tkání. Právě takové částice se proto dají použít při optickém in vivo (přímo v přirozených podmínkách, tedy v živých orgánech či buňkách – pozn. autora) zobrazování v lékařské diagnostice. Tento průlom v řízení optických vlastností uhlíkových teček jsme dosáhli pomocí zabudování dusíku do jejich grafitické struktury,“ vysvětluje Kateřina Holá, která za výzkum v oblasti uhlíkových teček obdržela mimo jiné Cenu Jean-Marie Lehna pro mladé vědce.

Zásadní výhodou této diagnostické metody je fakt, že uhlíkové tečky jsou, na rozdíl od kvantových teček, na bázi kovů, zcela netoxické.

Na využití červených uhlíkových teček v medicíně se zaměřuje také další navazující výzkum. I to svědčí o tom, jak velký potenciál metoda především v diagnostice má a jak zajímavé výsledky může v blízké budoucnosti přinést.

Už několik měsíců proto vědci spolupracují s týmem Luďka Šefce z Centra pokročilého preklinického zobrazování 1. lékařské fakulty UK v Praze.

„Většina nanočástic se při in vivo aplikaci hromadí v játrech, slezině či kostní dřeni, tedy v orgánech imunitního systému. To je spojeno s velkým toxikologickým rizikem. Uhlíkové kvantové tečky jsou, především díky svému malému rozměru, vyloučeny z organismu močí,“ popisuje Kateřina Poláková, další z mladé generace vědkyň RCPTM, která studuje biomedicínské využití nanomateriálů.

„Testované částice bychom tak mohli využít v diagnostickém zobrazování, ale například i ve fotodynamické či fototermální protinádorové terapii na modelových organismech,“ dodává.

...ale třeba i při výrobě detektoru výbušnin nebo LED diod

Velký ohlas ve vědecké komunitě měla další práce česko-hongkongského týmu, oceňovaná zejména pro význam v bezpečnostním výzkumu. Vědci zjistili, že nanočástice mědi ukotvené ve struktuře organických kovových sítí mohou fungovat jako mimořádně citlivé nanosenzory trinitrotoluenu (TNT).

„Na základě změny optických vlastností nanočástic lze detekovat přítomnost této vysoce výbušné substance i ve stopových množstvích,“ uvádějí autoři výzkumu, jimž se dostalo uznání například na prestižních stránkách Advanced Science News.

Poslední společnou práci tým publikoval v časopisu Nature Communications. Představil v ní elegantní metodu, jak připravit silně fotoluminiscenční anorganicko-organické perovskity. To je skupina látek, které mají krystalovou strukturu stejnou jako CaTiO3, tedy oxid titaničito-vápenatý.

„Jedná s o velmi mladou třídu opticky aktivních nanokrystalů, které v sobě nesou těžké kovy, především olovo. Nejsou tedy biokompatibilní jako uhlíkové tečky, ale na rozdíl od nich mají obrovský výtěžek fotoluminiscence dosahující až sta procent,“ uvedl šéf českého týmu Zbořil.

„Portfolio aplikací těchto nanokrystalů se tak posouvá od biomedicíny směrem k vývoji solárních cel nebo LED diod. Pro tyto aplikace je nesmírně důležité umět precizně řídit chemické složení a velikost nanočástic, které zásadně ovlivňují výsledné optické vlastnosti. Nám se podařilo společně vyvinout syntetickou cestu umožňující takový kontrolovaný růst krystalů změnou reakčních komponent a jejich koncentrace,“ dodává Zbořil.

Vše stojí hlavně na zapálených vědcích, říká šéf centra

Šéf RCPTM nezastírá, že si výsledků olomoucko-hongkongské spolupráce nesmírně cení. Ovšem ani ne tak proto, že tamní univerzita patří k prestižním školám a pravidelně se objevuje vysoko v žebříčcích hodnotících kvalitu světových univerzit.

„Spolupracujeme s desítkami dalších pracovišť po celém světě. Špičková věda ale nespočívá v tom, jestli publikujete s kolegy na prestižních univerzitách v USA nebo Anglii. Na prvním místě je vždycky vědec, zapálený člověk, který jde za svým cílem, za svou vizí a obětuje jí maximum možného,“ říká Zbořil.

„Drahá zařízení, špičkové laboratoře, nejvýkonnější mikroskopy nebo spektrometry nejsou nic platné, pokud není skvělá myšlenka a tým lidí ochotných spolupracovat. To je přístup, který uplatňujeme v RCPTM a který se v tomto případě zhodnotil v krásných projektech s kolegy z Hongkongu. Ale myslím, že je to obecně správná cesta k dalším zajímavým objevům a posouvání hranic lidského poznání,“ dodává.

Autor:
  • Nejčtenější

Policie dopadla cizince, který před Andrův stadion nastražil prasečí hlavy

13. dubna 2024  18:01,  aktualizováno  15.4 11:10

Vandala, který v sobotu 13. dubna ráno polepil Andrův stadion v Olomouci plakáty proti vedení a...

„Ten váš krokodýl je jako živý.“ Dundee se stal celebritou, krmí ho celá vesnice

15. dubna 2024  5:45

Nový seriál iDNES Můj mazel představuje netradiční chovatele a jejich miláčky v Olomouckém kraji....

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

V Olomouci uvedli do funkce nového arcibiskupa. Obřadu přihlížely tisíce lidí

13. dubna 2024  10:11,  aktualizováno  10:54

V pořadí 15. arcibiskup olomoucký a metropolita moravský Jozef Nuzík se ujal úřadu. Na bohoslužbu v...

Lidé dojíždějící do Olomouce ušetří, už si nemusí automaticky platit MHD

14. dubna 2024  7:57

Do systému integrované dopravy Olomouckého kraje přibyla nedávno technická zóna s číslem 710....

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Bitva o střední školy se blíží, nejžádanější jsou gymnázia. Rozhodne i taktika

9. dubna 2024  5:44

O vybrané obory na středních školách bude boj, hlásí se na ně stovky zájemců. Které z nich patří v...

Teplé počasí pustilo stádo oryxů do výběhů rychleji, mláďata si zadivočila

16. dubna 2024  13:12

Olomoucká zoo na Svatém Kopečku patří k nejúspěšnějším chovatelům oryxů jihoafrických v Evropě a...

Tvarůžkový král na olomouckém festivalu vyhrál se syrečkovým dipem k bramboráku

16. dubna 2024  11:04

Víkendová Olomouc se již posedmé proměnila ve tvarůžkové království a akce to byla rekordní nejen...

Místo jízdního řádu cesta na objednávku. Veřejná doprava po vsích chystá revoluci

16. dubna 2024  5:31

Dostat se k lékaři veřejnou dopravou i v době, kdy podle jízdního řádu žádný linkový autobus...

Zabijačku jako rituál oželíme, usmál se Saňák. Ze Sigmy cítil sepnutí

15. dubna 2024  17:30

Podruhé fotbalisty Olomouce dovedl k vítězství. Trenér Jiří Saňák si po domácí výhře 1:0 nad...

eMimino soutěží: Vyhrajte balíček v hodnotě 1 000 Kč z dm drogerie
eMimino soutěží: Vyhrajte balíček v hodnotě 1 000 Kč z dm drogerie

Milovníci kosmetiky pozor! Tento týden soutěžíme o pět velkých balíčků v celkové hodnotě 5000 Kč. Zapojte se do soutěže a vyhrajte lákavý balíček...

Čechy poznám podle outdoorové módy. Nosí ji bohužel i ženy, říká Kerekes

Vica Kerekes (43) si postěžovala na to, že Češi nosí outdoorové oblečení často i na místa, která k tomu nejsou vhodná...

Náhle zemřel zpěvák Maxim Turbulenc Daniel Vali, bylo mu 53 let

Ve věku 53 let zemřel zpěvák skupiny Maxim Turbulenc Daniel Vali. Letos by se svou kapelou oslavil 30 let na scéně....

Rohlík pro dítě, nákup do kočárku. Co v obchodě projde a kdy už hrozí právník?

V obchodech platí pravidla, která občas zákazník nedodržuje. Někdy se navoní parfémem, aniž by použil tester, nebo...

Roman Šebrle ukázal novou lásku, s kolegyní z práce vyrazili do Málagy

Roman Šebrle (49) je po čase opět šťastně zadaný. Jeho partnerka se na Instagramu pochlubila společnou fotkou z...

Ve StarDance zatančí Vondráčková, Paulová, hvězda Kukaček i mistryně světa

Tuzemská verze celosvětově mimořádně úspěšné soutěže StarDance britské veřejnoprávní televizní společnosti BBC se už na...