Nanodiamanty místo laboratoře

Nanodiamanty mohou podle nich pomoci vytvořit citlivější senzory pro budoucí lékařskou diagnostiku.

Výzkumný tým z Gdaňské technické univerzity vedený profesorem Robertem Bogdanowiczem získal od Evropského patentového úřadu výhradní práva na technologii elektrod využívajících nanodiamanty. Univerzita zároveň uvádí, že další patentová přihláška se týká optických senzorů s takzvanými kvantovými barevnými centry.

Co je na tom vlastně tak zajímavého?

Jedním z problémů klasických biosenzorů je jejich chování při kontaktu s tělními tekutinami. Na povrchu senzoru se mohou postupně usazovat bílkoviny. Tím se mění vlastnosti povrchu a senzor může ztrácet citlivost.

Polští vědci proto pracují s velmi tenkou vrstvou nanodiamantu. Jejich patentované řešení kombinuje 3D tištěnou grafenovo-polymerní kompozitní matrici s ultratenkým filmem nanodiamantu. Podle výzkumného týmu může diamantový povrch pomoci tento problém omezit a zároveň umožnit elektrickou detekci biologických procesů.

To ale není jediná část projektu.

Ještě zajímavější je druhý typ senzoru. Vědci využívají nanodiamanty s takzvanými dusíkovo-vakancními centry. Jde o specifické defekty v krystalové struktuře diamantu, které mají pozoruhodné fyzikální vlastnosti. Mohou například reagovat na magnetické pole a při osvětlení vykazují fluorescenci.

Proč je to zajímavé pro medicínu?

Protože takový systém může být mimořádně citlivý. Gdaňský tým uvádí, že kombinace fluorescence nanodiamantů s optickým vláknem umožňuje detekovat velmi malé množství bílkovin. Univerzita hovoří o možnosti detekce biomolekul na mimořádně citlivé úrovni.

Neznamená to, že si dnes člověk zajde k lékaři a nechá si vyšetřit krev pomocí „diamantového senzoru“. Technologie je stále součástí výzkumu a vývoje. Její význam spočívá v tom, že může otevřít cestu k novým typům biosenzorů, které by v budoucnu mohly být rychlejší nebo citlivější než některé současné metody.

Zajímavé je také to, že nejde o čerstvý nápad vzniklý během několika měsíců. Gdaňský tým se výzkumu nanodiamantů věnuje řadu let a vyvinul vlastní postupy jejich kontrolované výroby a úpravy povrchu. Výzkumníci spolupracovali také s institucemi v Polsku i zahraničí, včetně University of California, Varšavské univerzity nebo Jagellonské univerzity.

Technologie už navíc nezůstává pouze na úrovni univerzitní laboratoře. Gdaňská technická univerzita uvádí, že v rámci infrastruktury Core-Facility SUSDIAM byla zahájena malosériová výroba funkcionalizovaných kvantových nanodiamantů – podle univerzity první svého druhu v Polsku. Produkty se dostávají také k zákazníkům z biotechnologického a medicínského sektoru v Evropě.

A právě tady je na celém projektu něco typicky zajímavého pro vědu 21. století. Materiál, který si spojujeme s luxusem, se najednou objevuje v oblasti biotechnologií. Ne proto, že by diamant byl „magický“, ale protože jeho fyzikální vlastnosti mohou být užitečné při práci s velmi malými biologickými signály.

Možná tedy jednou nebude nejzajímavější otázkou, kolik karátů má diamant na prstenu. Mnohem důležitější bude, co dokáže diamant o velikosti pouhých nanometrů zjistit v lidském těle.