Nanodiamantové biosenzory pro detekci železa v krvi

Nanodiamanty, co do velikosti (5 až 100 nm) srovnatelné s viry, mají mnoho zajímavých vlastností, zcela jiných než diamanty makroskopické. Donedávna byla jejich výroba velmi drahá, ale nová technologie prudce snížila cenu a otevřela možnost praktického využití jejich mimořádných vlastností (Vesmír 90, 614, 2011/11). Výzkumníkům z Ulmské univerzity se podařilo vyvinout biosenzory na bázi nanodiamantů, vhodné pro zjišťování obsahu železa v krvi. Množství železa je jedním z důležitých medicínských diagnostických ukazatelů. Tyto nové senzory nepracují přímo s ionty železa, ale pracují s metaloproteiny. Jedním z těchto proteinů je ferritin, který může ve své molekule obsahovat více než 4500 iontů železa.

Metoda je založena na skutečnosti, že navázání každého atomu železa na ferritin vytváří magnetické pole. Problém je, že i když je těch atomů v molekuleferritinu 4500, celkové magnetické pole této molekuly je velmi slabé a běžnými metodami neměřitelné. Řešení přinesly až nanodiamanty s jejich unikátními optickými vlastnostmi. Dopováním některými prvky lze u nich vyvolat poruchy v krystalové mřížce, které způsobují jejich optickou aktivitu. Protože ferritin se s vysokou afinitou váže pomocí elektrostatických interakcí na nanodiamanty a tím jejich optické vlastnosti mění, bylo možné na tomto principu sestrojit citlivý biosenzor. (Nano Letter 13, 3305, 2013/7. doi: 10.1021/nl4015233)