Mikroskop schopný spatřit atomy odhalil molekulu z hlubin

19.08. 16:15 | Autor: - von -

Strukturu molekuly odhalil extrémně citlivý mikroskop.

Organická látka, kterou produkuje bakterie žijící na nejhlubším místě mořského dna, dlouho skrývala svou "tvář". Odhalil ji až unikátní mikroskop schopný spatřit jednotlivé atomy. Nová metoda umožní identifikovat přírodní látky využitelné pro výrobu nových léků.

Dosud málo prozkoumané organismy z deštných pralesů, hlubin oceánů a dalších obtížně přístupných míst produkují bezpočet organických látek, z nichž mnohé by se mohly stát základem účinných léků proti nejrůznějším nemocem. Izolovat je, určit jejich molekulární podstatu a prozkoumat jejich potenciální využití je časově velmi náročné.

Nová metoda může analýzu jejich vlastností podstatně zrychlit. Vědci z IBM a z univerzity ve skotském Aberdeenu ji demonstrovali na látce produkované bakterií Dermacoccus abyssi, která žije v Mariánském příkopu 10 916 metrů pod hladinou Tichého oceánu. Informují o tom v časopise Nature Chemistry.

Dobře utajená molekula

Vzorek pro výzkum odebral japonský hlubokomořský robot Kaikō. Vědci pomocí běžně používaných metod sice zjistili chemické složení této látky (tedy z jakých atomů se skládá), neznali však přesnou strukturu molekuly. Z výpočtů vyplynuly čtyři různé varianty, mezi nimiž nebylo možné odhalit tu správnou.

Standardní řešení takové situace je všechny čtyři varianty syntetizovat v laboratoři a výsledek porovnat s přírodní látkou. Jenomže to by si vyžádalo několik měsíců práce. Vědci proto použili inovativní řešení: jednoduše se na molekulu podívali mikroskopem a její strukturu spatřili na vlastní oči. Řešení hlavolamu měli na stole během týdne.

Po pravdě řečeno, tak jednoduché to nebylo. Na takový úkol je i ten nejvýkonnější elektronový mikroskop krátký. Vědci proto použili mikroskop atomárních sil (AFM).

Mikroskop atomárních sil

Mikroskop atomárních sil je schopen spatřit jednotlivé atomy. AFM má místo skleněné čočky nebo svazku elektronů miniaturní hrot, který je ve své špičce silný jen několik nanometrů (miliontin milimetru). Je uchycen na raménku, které se pohybuje nad zkoumaným materiálem a reaguje na nepatrné síly působící mezi atomy. Hrot jejich působením kmitá a z charakteru tohoto kmitání lze vyčíst detaily o zkoumané látce.

Vzdálenost mezi hrotem a molekulou musela být menší než jeden nanometr. Odborníci z IBM proto zvýšili citlivost hrotu navázáním molekuly oxidu uhelnatého.

Podobnou metodou je možno atomy nejen "pozorovat", ale také jimi manipulovat.

Pomocí mikroskopu se podařilo zjistit, že látka vytvářená bakteriemi z Mariánského příkopu je totožná se sloučeninou, která byla už dříve izolována z tchajwanských orchidejí. Příště však může odhalit zcela neznámé molekuly a přispět tak k rozšíření zásoby látek potenciálně využitelných v medicíně.

Foto: IBM Research - Zurich

Autor: - von -