i

Aktuální číslo:

2020/6

Téma měsíce:

Léky pro budoucnost

Není kartáč jako kartáč

 |  1. 6. 2020
 |  Vesmír 99, 350, 2020/6

Jednoduchá analýza a výsledky v krátkém čase, nebo dokonce přímo v terénu. Biosenzory na bázi polymerních kartáčů představují řešení, jak zrychlit komplexní analýzu nejen v oblasti bezpečnosti potravin, ale také třeba při detekci koronaviru.

Monitorování škodlivých látek v životním prostředí, detekce patogenů v potravinách či různorodé aplikace v medicíně – to jsou oblasti, kde nacházejí uplatnění biodetekční technologie a zejména afinitní biosenzory, citlivá zařízení schopná analyzovat vzorky v reálném čase. Receptor v rozpoznávací vrstvě senzoru zachytí detekovanou látku, což vyvolá změnu měřených veličin (např. hmotnosti, indexu lomu, hustoty nebo luminiscence). Další klíčové prvky biosenzoru tvoří převodník, který převádí vstupní signál na výstupní (a využívá přitom optické, piezoelektrické nebo elektrochemické a jiné jevy), a koncová jednotka zobrazující uživateli výsledky analýzy.

Afinitní biosenzory na bázi ultrarezistentních polymerních kartáčů, o nichž bude dále řeč, se nyní testují za účelem detekce koronavirové infekce z odebraných vzorků, a to nejen ze stěrů z horních a dolních cest dýchacích, ale i z povrchů nebo odpadních vod.

Při kontrole kvality a bezpečnosti potravin se dnes pro nalezení patogenních bakterií a toxinů běžně používají především kultivační metody, mikroskopie, imunochemické metody či metody založené na analýze nukleových kyselin. V porovnání s těmito standardními postupy jsou biosenzorové analýzy rychlejší, ale také levnější, jednodušší na přípravu vzorků a použitelné přímo v terénu. Šetří čas a není nutné převážet vzorky do specializovaných laboratoří.

Co tvoří biočip

Srdcem afinitního biosenzoru je substrát s takzvanou biorekogniční vrstvou, která specificky rozpoznává určitou molekulu a interaguje s ní. Takový prvek bývá označován jako biočip. Například u biosenzorů založených na rezonanci povrchových plazmonů (viz rámeček) může biočip tvořit skleněná destička s vhodnými optickými parametry potažená velmi tenkou vrstvou zlata (~50 nm). Existuje řada metod, jak povrch pokrýt a získat plně funkční biočip. Běžně se pozlacená destička ponoří do roztoku alkanthiolů, které se chemicky vážou na povrch. Mezi atomem síry v alkanthiolu a atomem zlata na povrchu čipu se vytvoří kovalentní vazba a jednotlivé molekuly se na základě hydrofobních interakcí poskládají vedle sebe – vznikne souvislá, pravidelně uspořádaná sebeskladná monovrstva. Díky rozmanitosti funkčních skupin na konci alkanthiolů je možné připravit různé vrstvy s dobře charakterizovanými fyzikálně-chemickými vlastnostmi. Ty s koncovým atomem bromu nebo chloru představují spodní kotvicí vrstvu pro následný růst polymerních kartáčů (obr. 1).

Rozmanitost polymerních kartáčů

Nyní vidíte 32 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biofyzika, Covid-19

O autorech

Markéta Vrabcová

Hana Lísalová

Doporučujeme

Paradoxy infekce způsobené SARS-CoV-2

Paradoxy infekce způsobené SARS-CoV-2

Jiří Beneš, Ladislav Machala  |  1. 6. 2020
Přestože řada otázek čeká na vysvětlení, vědci rychle skládají obraz infekce novým virem.
O líných algoritmech, logice a hledání cest pro roboty

O líných algoritmech, logice a hledání cest pro roboty uzamčeno

Pavel Surynek  |  1. 6. 2020
Jak přimět desetiletí propracovávané všemožné triky pracovat na hledání optimální cesty pro mobilní roboty k dosažení cíle a chytře odřezávat...
Potíže s hrochy

Potíže s hrochy uzamčeno

Pavel Hošek  |  1. 6. 2020
Hroši, ač tvorové obojživelní, údajně neumějí plavat. Opravdu neumějí? A pokud ne, jak mohli v minulosti proniknout na rozmanité ostrovy, na nichž...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné