Az MBFT Kongresszusainak programjában 2013 óta
szerepel külön szekcióként a bioszenzorika és a hozzá szorosan
kapcsolódó, tőle elválaszthatatlan bio-nanotechnológia. Ezt a
döntést a nemzetközi trendek követése mellett az indokolta, hogy a
már tradicionálisan működő tudományos műhelyek mellett új
kutatócsoportok is megjelentek. A biológiai és kémiai szenzorok
növekvő jelentősége a biológiai alap- és alkalmazott kutatásokban, a
robbanásszerű technológiai fejlődésben betöltött szerepük is fontos
szempont volt. A szekció elnökei Horváth Róbert (MTA EK Műszaki
Fizikai és Anyagtudományi Intézet) és Vonderviszt Ferenc (Pannon
Egyetem) voltak, a szekcióban Gyurcsányi Ervin Róbert meghívott
előadó mellett Zimányi László, Szabó Tibor, Orgován Norbert és Nádor
Judit mutatta be legújabb kutatási eredményeit. A szekció
tematikájához kapcsolódóan több mint tíz poszter került bemutatásra.
A szekció meghívott előadásának megtartására
Gyurcsányi Ervin Róbertet (BME Szervetlen és Analitikai Kémiai
Tanszék) kértük fel. Rendkívül inspiráló Kémiai érzékelés
szintetikus receptorokkal és nanoszerkezetekkel című harmincperces
előadása keretében ismertette legfontosabb kutatási eredményeit. Az
általuk kifejlesztett eljárás lényege, hogy különféle membránokban
ionsugár segítségével vagy kvarc mikropipetták elvékonyítása révén
nanométeres átmérőjű vékony csatornákat, ún. nanopórusokat
alakítanak ki. A nanopórusok két végére feszültségkülönbség
kapcsolható, és mérhető a pórusokon átfolyó ionáram erőssége. Mivel
a pórusok átmérője összemérhető a kimutatni kívánt biomolekulák
méretével, a molekulák pórusok falán történő kitapadása jelentős
mértékben modulálja az ionáramot, ezáltal akár egyedi molekulák
bekötődésének kimutatása is lehetséges. A pórusok fala szintetikus
receptorok (például DNS-aptamerek) segítségével módosítható, így
elérhető, hogy komplex mintából (például vér) csak egy adott
komponens kötődjön meg a felületen. Ezáltal rendkívül nagy
érzékenységű jelölésmentes kémiai szenzorok állíthatóak elő.
Gyurcsányi és munkatársai sikeresen alkalmazták a fenti
elrendezéseket vírusok kimutatására is. Érdekes eredményképp az
ionáram karakterisztika vizsgálatából meghatározható volt a vizsgált
vírusok méreteloszlása is, ráadásul a dinamikus fényszóráson alapuló
méretmeghatározásnál jóval nagyobb pontossággal.
A tudományos ülés következő előadója Zimányi László
(MTA Szegedi Biológiai Kutatóközpont Biofizikai Intézet) volt, aki
harmincperces Fehérjékkel funkcionalizált porózus szilícium
fotonikus kristályok előadása keretében ismertette mexikói és
francia kutatókkal együttműködésben elért eredményeit. Kutatásaikban
a mikroelektronikában és a mikrotechnológiában általánosan
alkalmazott szilíciumot használták fel mint újszerű kémiai és
biológiai érzékelők anyagát. A szilícium előnye, hogy nagy
mennyiségben és
|
|
viszonylag költséghatékonyan állítható elő,
megmunkálására és eszközökbe integrálására korunk legmodernebb
iparágai épülnek. Nem utolsósorban a szilícium biokompatibilis anyag
is, felülete kémiailag könnyen módosítható. Zimányi László és
munkatársai kísérleteiben megfelelő marási technikák alkalmazásával
mikro- és nanopórusos szilíciumot állítottak elő, jelentősen
megnövelve ez által az előállított rétegek fajlagos felületét.
Ezekbe a pórusokba fehérjéket juttattak be (funkcionalizálás).
Ötletes optikai és elektrokémiai elrendezéseikkel a pórusos rétegben
törésmutató-, illetve vezetőképesség-változásokat idéznek elő, így a
bekötött molekulák mennyisége, változásaik nagy pontossággal
detektálhatóak.
A következő előadás kiválóan demonstrálta, hogy a
molekuláris szintű biológiai kutatások eredményei alkalmazásra
találhatnak akár az anyagtudományban és az energetikában is. Szabó
Tibor (Szegedi Tudományegyetem Orvosi Fizikai és Orvosi Informatikai
Intézet) Bio-nanokompozitok alkalmazása érzékenyített napelemekben
című húszperces előadásában beszámolt kísérleteikről, melyekben
növényekből vagy baktériumokból kinyert fotoszintetikus
reakciócentrum fehérjéket nanoszerkezetekhez rögzítettek. Számos
eredmény igazolja, hogy az így rögzített komplexek aktivitásuk
jelentős részét megőrizték, alkalmasak maradtak a fény energiájának
befogására. Egyik érdekes kísérletükben konkrétan bíborbaktériumból
kinyert reakciócentrumokból és szén nanocsövekből hoztak létre
nanokompozitokat speciális molekuláris keresztkötők alkalmazásával.
A kompozitok felhasználásával sikeresen mértek fotoáram-termelődést
megvilágítás alatt. Fontos előny, hogy a reakciócentrum fehérje
száraz körülmények között is megőrzi aktivitását, így az újszerű
kompozitréteg elektrolitokat nem tartalmazó napcellákba is építhető.
Szabó Tibor és kollégái sikeresen állítottak elő napcellákat vezető
polimerek felhasználásával, amelyek száraz körülmények között is
működtek, fény hatására fotoáramot generáltak. Véleménye szerint a
biológiai komponensek alkalmazása költségcsökkentő, és csökkentheti
az elhasznált napelemek veszélyeshulladék-tartalmát is.
A szekció befejező előadásait Orgován Norbert és
Nádor Judit, a Nanobioszenzorika Lendület Csoport tagjai tartották,
akik Élő sejtek adhéziójának monitorozása nagy áteresztőképességú
jelölésmentes optikai bioszenzorral, illetve Biológiai objektumok
titán-dioxid nanorészecskés bevonaton történő kitapadásának
vizsgálata nagyérzékenységű in situ Kretschmann-ellipszometria
alkalmazásával címmel mutatták be eredményeiket. A kutatócsoport
összesen négy előadással és négy poszterrel képviseltette magát a
konferencián (két előadás a Modern Biofizikai Módszerek szekcióban
került prezentálásra), amelyek a következő cikkben kerülnek
bemutatásra.
|
|