Chemici z Univerzity Palackého vyvíjejí čipy, jež odhalí zbytky antraxu přímo v terénu

Vědci z katedry analytické chemie a Regionálního centra pokročilých technologií a materiálů Univerzity Palackého spolu s kolegy v Německu našli způsob, jak odhalit nebezpečné bakterie antraxu i v jejich skryté podobě ve sporách. Umějí už DNA mikroorganismu zachytit a identifikovat ve velmi tenkých skleněných kapilárách a nyní pracují na miniaturizaci celého zařízení do podoby čipů. Ty by měly pomoci v boji proti bioterorismu přímo v terénu, například na letištích.  

„Nebezpečné bakterie jsou schopny vytvářet sporu, tedy jakýsi obal kolem mikroorganismu, který ho chrání před extrémními podmínkami včetně dezinfekce či radiace. Spora je velmi odolná, a proto je těžké ji rozbít a potvrdit, že skrývá nebezpečí. Zárodek bakterie v ní může přežívat a pak dále zabíjet. Proto jsme hledali způsob, jak této hrozbě zabránit,“ uvedl člen výzkumného týmu Jan Petr.

Výzkum v rámci projektu Nanoexcelencegroup trvá zhruba rok a půl ve spolupráci se špičkovým vědeckým centrem „Korea Institute of Science and Technology Europe“ v Saarbrückenu. Odborníci přišli na to, že spory lze rozbít během deseti sekund ve vodě zahřáté na 150 stupňů Celsia, která ale ještě nevaří. Toho lze dosáhnout za zvláštních podmínek. Výhodou zvoleného postupu je jeho rychlost a skutečnost, že spora se sice rozpadne, ale zůstane zachována DNA bakterie nesoucí informaci, což umožní organismus rozpoznat.

Od kapiláry k čipu

V první fázi výzkumu vědci nový postup ověřili v kapiláře, což je tenká skleněná trubička s vnitřním průměrem 50 mikrometrů. „Vezmou se vyčištěné spory, ve speciálním zařízení se kapilára zahřeje a na druhém konci se posbírají rozbité spory a provede se analýza DNA. Tyto součásti jsou ale velké a pro detekci v terénu se nehodí. Naše idea je proto celý systém miniaturizovat a vytvořit malé čipy, které bude možné používat například na letištích či mobilních zařízeních,“ uvedl Petr. Prozradil, že výzkumníci pro své pokusy využívají bakterii Bacillus subtilis. Chová se totiž stejně jako bakterie Bacillus anthracis, které způsobují nemoc antrax neboli sněť slezinnou. S těmi ale na univerzitě pracovat nelze.

Před vědci stojí ještě řada úskalí, mimo jiné výzkum na čipech bude dražší než v kapilárách. Motivaci překonat všechny obtíže ale mají vysokou. Výzkum totiž může výrazně přispět v boji s bioterorismem, neboť bakterie antraxu se používají jako biologická zbraň, a to i díky odolnosti jeho spor. Odhalit antrax jako bílý prášek už není tak velký problém, nové čipy ale přijdou i na miniaturní zbytky nebezpečných organismů. Zájem vědců o jejich detekci se zvýšil právě po teroristických útocích. Takzvané antraxové dopisy dostali v roce 2001 například někteří politici či novináři. Způsobily 17 infekcí a vyžádaly si pět lidských životů.

 

---