Brněnští vědci pracují na nanofotonickém 'lakmusovém papírku'. Mohl by pomoci odhalit rakovinu
Možnost odhalení rakovinných buněk z kapky krve na speciálním nanofotonickém čipu zkoumají vědci z Vysokého učení technického v Brně. Nanofotonika jako vědní disciplína se snaží pomocí nanostruktur ovlivňovat chování světla a nachází využití v optice, elektrotechnice a potenciálně také v medicíně.
Pokud má pacient v krvi takzvané nádorové markery, které upozorní na rané stadium rakoviny, změní se okamžitě optické spektrum, tedy barva světla. Možnosti využití se neomezují jen na diagnostiku rakoviny, naznačili vědci z VUT v tiskové zprávě.
Šance pro dětské pacienty s rakovinou? Naše vakcína má první úspěchy, hlásí brněnští lékaři
Číst článek
"Na povrch nanofotonického čipu se vloží speciální částice, které jsou nejčastěji ze stříbra nebo zlata a které mají schopnost přitahovat určité DNA. Když se pak tyto molekuly DNA na nanočástici zachytí, změní barvu světla, které na něj dopadá," uvedl Petr Dvořák, který působí na Fakultě strojního inženýrství VUT a ve vědeckém centru CEITEC VUT.
Mechanismus je možné přirovnat k lakmusovému papírku, který pomocí barvy ukazuje pH roztoku, například vody v bazénu. Podobným způsobem by bylo možné diagnostikovat molekuly DNA dítěte už v těle matky a již ve velmi raném stádiu plodu rozpoznat genetické nemoci či vývojové vady, doplnil další výzkumník Filip Ligmajer.
Objekty až na úrovni virů
Ve světě už existují funkční prototypy spektrometrů s čipem, které jsou z fyzikálního hlediska plně funkční. Před uvedením na trh je čeká ještě rozsáhlé lékařské testování. "U nás v laboratoři máme připravené funkční povrchy jednotlivých čipů i spektrometry na měření, ale vše funguje v laboratorní podobě, takže to není jeden mobilní přístroj. Momentálně zkoumáme konkrétní látky, aby je mohly přístroje detekovat, respektive řešíme, jak zesílit jejich optický signál natolik, abychom jejich přítomnost ve vzorku zachytili," uvedl Dvořák.
Podobnou strukturu i materiál jako u nanofotonických čipů vědci nově využili při návrhu takzvané nanočočky. Čočka má tloušťku jen okolo 30 nanometrů a najde tak využití v optické mikroskopii nebo například v optoelektronice, kde umožní zmenšování moderních čoček fotoaparátů do chytrých telefonů. Zjistilo se navíc, jak lépe měřit její vlastnosti pomocí třírozměrné holografické mikroskopie, jež umožňuje zobrazovat objekty až na úrovni virů ve 3D. I to má využití v medicíně.
"Nový návrh na konstrukci nanočočky nám dává možnost přesně měřit reakce rakovinných buněk na vnější podněty, například aplikaci různých potenciálních léčiv. Můžeme také lépe využít vlastnosti nanočočky a zmenšit i samotné optické mikroskopy, díky nimž vzorky pozorujeme," uvedl Dvořák.
