Nanočastice ako senzory, rozpoznávajúce špecifické molekuly  
S aplikáciami uhlíkových nanotrubičiek sa v poslednej dobe akoby roztrhlo vrece nových možností.

 

Model uhlíkovej nanotrubičky

Chemici z MIT (Massachusetts Institute of Technology) našli nový spôsob, ako vytvoriť nanočastice, ktoré dokážu rozpoznávať špecifické molekuly. Je to cesta, ako vytvoriť trvanlivé senzory pre rozpoznávanie rôznych chemických látok. Pre zostrojenie týchto "syntetických protilátok" použili uhlíkové nanotrubičky, ktoré fluoreskujú pri ožiarení laserom. Na ich povrchu vytvorili štruktúry, ktoré sú schopné viazať sa na špecifickými cieľovými štruktúrami. Po ich naviazaní sa zmení intenzita fluorescencie.

 

 

Zvětšit obrázek
Model uhlíkovej nanotrubičky s naviazanými amfifilickými polymérmi. (Kredit MIT)

Pracovníci z MIT zistili,  že nové senzory môžu vytvoriť tak, že na nanotrubičky umiestnia povlak špeciálne navrhnutých amfifilických polymérov, ktoré sú rozpustné vo vode aj tukoch, podobne ako mydlo. Takýmto spôsobom je možné vytvoriť špecifické rozpoznávacie štruktúry a skonštruovať senzory na rozlíšenie chorobných stavov u živých bytostí - napríklad cukrovky, zápalu, nádoru.

 

Týmto postupom je teoreticky možné rozpoznať akúkoľvek cieľovú molekulu pomocou umelo vytvorených analógov protilátok. A senzory sa môžu dostať dovnútra žijúceho organizmu, do jeho tkanív a buniek.

 

 

Zvětšit obrázek
Princíp vytvorenia rozpoznávacej štruktúry na nanotrubičke. ( Polymer s hydrofóbní i hydrifilní sekvencí si ponechá specifický tvar po navázání na nanotrubičku. Polymer rozpozná v prostředí specifickou molekulu pro ktrou je "konstruován" změní dopadajícímu fluorescenčnímu světlu vlnovou délku, nebo jeho intenzitu. )

Inou skupinou rozpoznávacích molekúl sú aptaméry DNA, krátke úseky DNA, schopné interakcie so špecifickými cieľovými štruktúrami v závislosti na ich sekvencii. Ale nie sú známe aptaméry, špecifické pre mnohé molekuly, ktoré by bolo potrebné rozpoznávať. Výskumníci už popísali molekulárne rozpoznávacie miesta, ktoré umožňujú vytvoriť špecifické senzory pre vitamín riboflavín a hormóny estradiol a tyroxín. Pracujú na vývoji špecifických štruktúr pre ďalšie typy molekúl - neurotransmiterov, uhľovodíkov a proteínov.

 

Amfifilické polyméry sa svojou hydrofóbnou časťou pripájajú k nanotrubičkám a ich hydrofilné časti vytvárajú skupiny slučiek, ktoré smerujú do priestoru a vytvárajú tak vrstvu okolo nanotrubičiek, nazvanú koróna. Výskumníci z MIT zistili, že slučky v koróne sú usporiadané veľmi presne a medzery medzi nimi určujú, aká cieľová molekula sa medzi ne môže vkliniť a zmeniť tak fluorescenciu uhlíkových nanotrubiček. Lenže rozpoznanie molekúl sa nedá predpokladať podľa znalosti konfigurácie cieľovej molekuly a polyméru pred naviazaním na nanotrubičku. Polymér sám nedokáže rozpoznať molekuly bez naviazania na nanotrubičku - teda vytvára väzobné miesto tým, že po naviazaní sa odkryjú niektoré jeho časti.

 

Metóda je zvláštna tým, že na rozpoznanie molekúl nepotrebuje protilátky alebo ich ekvivalenty. Na druhej strane, vhodné štruktúry sa nachádzajú len metódou pokusu a omylu. Výskumníci použili robotom asistovanú procedúru, pri ktorej z približne tridsiatich polymérom povlečených nanotrubičiek a podobného množstva cieľových štruktúr získali tri zodpovedajúce. V súčasnosti preto pracujú na metóde, ako predpovedať interakcie polyméru na nanotrubičkách s použitím údajov z nového typu mikroskopu, zostrojeného pre tento účel.

 

Ďalšie informácie: Molecular recognition using corona phase complexes made of synthetic polymers adsorbed on carbon nanotubes, http://dx.doi.org/10.1038/nnano.2013.236
http://phys.org/news/2013-11-antibodies-carbon-nanotubes.html

Čo všetko sa dá s nanotrubičkami: http://phys.org/journals/nature-nanotechnology
 http://www.scienceworld.cz/tag/nanotrubicky/


 

Autor: Matej Čiernik
Datum: 02.12.2013 05:46
Tisk článku

Coder Dojo (nano) - Tvořte kódy - Hatter Clyde
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 249 Kč
cena: 211 Kč
Coder Dojo (nano) - Tvořte kódy
Hatter Clyde
Související články:

Gyroskopy nabírají směr k léčbě nádorů     Autor: Josef Pazdera (27.12.2005)



Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace