Czujniki chemiczne jako maleńkie pułapki
Wykryją gluten w żywności, markery nowotworowe we krwi, toksyczną substancję w środowisku. Czujniki chemiczne wytworzone metodą wdrukowania molekularnego są jak maleńkie pułapki na cząsteczki. Pracuje nad nimi dr Zofia Iskierko w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie pod kierunkiem prof. Włodzimierza Kutnera. Jak tłumaczy w rozmowie z PAP dr Iskierko, aby wykonać czujnik chemiczny - należy najpierw dokładnie poznać substancję, która ma być wykrywana. Cząsteczki tej substancji będą stanowić tzw. "szablon", rdzeń chemicznych puzzli. W kolejnym etapie wybraną cząsteczkę trzeba "obudować" monomerami, które tworzą wiązania chemiczne z cząsteczkami "szablonu". Następnie inicjowana jest polimeryzacja. W ten sposób powstaje polimer z wdrukowaną cząsteczką.
"Żeby móc wykrywać wybraną substancję, +szablon+ musi być usunięty z polimeru. W ten sposób tworzą się w nim luki molekularne – wolne miejsca o dokładnie takim samym kształcie i wielkości, co cząsteczki poszukiwanej substancji" – wyjaśnia chemiczka.
Dzięki temu polimery są selektywne, co oznacza, że w "pułapkę" molekularną może wpaść tylko ta cząsteczka, dla której zaprojektowano określony czujnik. Czujnik ten wykryje, czy dana substancja znajduje się w badanej próbce, a jeśli tak – to ile jej tam jest.
Dr Zofia Iskierko zajmuje się m.in. projektowaniem i wytwarzaniem "pułapek" na gluten i inne substancje interesujące z punktu widzenia medycyny czy toksykologii. Badaczka jest tegoroczną laureatką stypendium START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Prace nad czujnikami chemicznymi prowadzi w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie pod kierunkiem prof. Włodzimierza Kutnera. Odbyła też staż na Wydziale Biotechnologii Uniwersytetu w Weronie, gdzie mogła zaznajomić się z badaniami nad prawdziwymi próbkami biologicznymi.
W doborze właściwych "puzzli" pomaga naukowcom specjalistyczne oprogramowanie komputerowe. Z jego pomocą można sprawdzić m.in., czy szablon wejdzie w reakcję z cząsteczką monomeru. "Dzięki temu przewidujemy, czy reakcja zajdzie w rzeczywistości, czy nie. Z taką wiedzą można dopiero wykonać doświadczenie w laboratorium" - mówi doktor.
Czujniki wytworzone metodą wdrukowania molekularnego nie są jeszcze produkowane na szeroką skalę. Jednak w literaturze specjalistycznej można znaleźć przykłady ich zastosowania do wykrywania i oznaczania różnych substancji, np. markerów nowotworowych (http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news,411589,nowy-polimer-ostrzeze-o-groznych-chorobach-nerek.html). Naukowcy ciągle udoskonalają zaprojektowane i przygotowane przez siebie modele laboratoryjne molekularnych czujników chemicznych. W przyszłości urządzenia te znajdą zastosowanie komercyjne.
"Wyobrażam sobie niewielkie elektroniczne urządzenie, dzięki któremu każdy będzie mógł sobie sprawdzić, czy w przyrządzonej porcji jedzenia znajduje się gluten. Ponadto, czujnik będzie wskazywał także ilościowo ile tego glutenu tam jest" - mówi dr Iskierko.
Jak dodaje, element rozpoznający czujnika to bardzo cienka warstwa polimeru. W połączeniu z malutkim, np. tranzystorowym przetwornikiem, będzie stanowił urządzenie podobne do popularnego glukometru z wymienialnymi wkładami o dowolnym kształcie. "Ogranicza nas jedynie wyobraźnia" - mówi.
PAP - Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk
Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl
wstecz Podziel się ze znajomymi
Doktor z TikToka: fajnie by było, gdyby w sieci to jednak naukowcy...
Aby chronić pisklęta przed pasożytami.
Duże teleskopy sfotografowały dwie formujące się planety
Ogłosiło Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).
Bakteriofagi mogą chronić żywność przed salmonellą
Informuje pismo „Applied and Environmental Microbiology”.
Rękawiczki mogą zawyżać wyniki pomiarów mikroplastiku
Informuje specjalistyczne pismo „Analytical Methods”.









Recenzje