Nový český objev pomůže k vytváření obrovského množství nanodiamantů – miniaturních krystalů, které mohou pomoci s odhalováním nejrůznějších druhů nemocí. Na rozdíl od starších metod to vědci dokáží udělat výrazně levněji.
Nanodiamanty jsou krystaly milionkrát menší než ty, které běžně používají šperkaři. Když se upraví jejich vnitřní struktura, dají se použít pro odhalování chorob – včetně nádorových onemocnění. Čeští vědci teď přišli s převratnou metodou, jak tyto velmi drahé nanokrystaly vyrábět levněji a v mnohem větším množství. Jejich výzkum publikoval prestižní časopis Nature Communications.
Buňka je jako chemická továrna plná strojů, které se mohou porouchat. Práci skutečných strojů sledují nejrůznější automatická čidla a podobnou funkci mohou v živé buňce plnit speciálně upravené nanokrystaly.
„Fungují jako jakési malinkaté senzory, které jsme schopni umístit dovnitř buňky. Můžeme například měřit teplotu, kyselost nebo zjišťovat přítomnost některých důležitých chemických látek,“ vysvětluje Jan Havlík, autor experimentální části studie z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd.
Skvělé a drahé
Jenže potřebná úprava krystalů je pomalá a drahá. Gram vyrobený v urychlovači částic stojí miliony korun. Čeští vědci teď ale přišli na to, jak celý tento náročný a drahý proces zjednodušit.
„Množství materiálu, které připravíme, je zhruba sto až tisíckrát větší, než dosud bylo možné. To nám otevírá cestu dosáhnout na zcela odlišné aplikace, například zobrazování rakoviny pomocí magnetické rezonance,“ uvádí Petr Cígler, vedoucí týmu Syntetická nanochemie z Ústavu organické chemie a biochemie.
Aby nanokrystaly uměly poskytovat informace o prostředí kolem sebe, musí se v jejich mřížce cíleně vytvořit porucha. Buď „postaru“ v urychlovači částic, anebo „nově“ počesku – v jaderném reaktoru.
Krystalovou mřížku takového nanodiamantu je možné si představit jako plato s vejci. Každé z vajec je jako jeden atom uhlíku, a pokud se podaří některý z těchto atomů vyrazit, optické vlastnosti celého materiálu se úplně změní. „Neutrony rozstřelí jádro boru, to jádro boru se rozletí na jádra lithia a jádra helia. Tyto částice fungují jako ruka, která vytrhne z krystalové mřížky příslušný atom,“ říká Martin Hrubý, vědec z Ústavu makromolekulární chemie.
Po další úpravě krystaly získají schopnost fluoreskovat. To znamená, že se umí rozblikat skoro jako senzor v továrně.
