Tým z ČR vyvinul metodu kódování molekul, mohla by označit buňky i peníze

Ilustrační foto.

Novou metodu kódování vytvořili vědci z Česka. Principem se podobá bezkontaktním a široce využívaným RFID čipům, je však na úrovni molekul. Za Ústav organické chemie a biochemie Akademie věd ČR (ÚOCHB AV) v pátek o metodě informoval Dušan Brinzanik v tiskové zprávě.

Metoda by v budoucnu mohla sloužit ke značení buněk při výzkumech, ale i k označování bankovek či léčiv. Článek o tzv. paramagnetickém kódování molekul zveřejnil prestižní časopis Nature Communications. Na metodě spolupracovala skupina Miloslava Poláška z ÚOCHB s vědci z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, Institutu klinické a experimentální medicíny (IKEM) a Vysoké školy chemicko-technologické v Praze.

Podle expertů nový princip molekulárního kódování a prototyp takového molekulárního systému v počátcích představoval spíše nápad ze žánru sci-fi. Pět let pak týmu trvalo vytvořit molekuly se správnými vlastnostmi. Tedy takové, do jejichž struktury mohl zabudovat ionty vzácných kovových prvků - tzv. lanthanoidů. Ty mají speciální paramagnetické vlastnosti, kterými je možné ladit odezvu molekuly v magnetickém poli. Odezva může nést digitální informaci a lze ji přečíst pomocí nukleární magnetické rezonance v radiofrekvenčním spektru analogicky k RFID čipům. Vědci však mohou tyto molekulární konstrukce i dál spojovat, kombinovat a vytvářet složitější, ale přesto stále čitelný signál nesoucí komplexnější digitální informaci.

"V našem článku pro Nature Communications jsme představili nejjednodušší možný systém dvou spojených molekul a do nich jsme vložili různé kombinace atomů dvou vybraných lanthanoidů, dysprosia a holmia. Ukázali jsme, že i s takovým primitivním systémem lze vytvořit čtyři jedinečné signály a z nich sestavit 15 různých digitálních kódů," popsal Polášek. "Na první pohled to není mnoho, ale počet kódů prudce vzrůstá s počtem použitých prvků. Třeba čtyři prvky poskytnou 65 535 kódů a už s pouhými šesti bychom dokázali označit například všechny eurobankovky v oběhu. Když si uvědomíme, že těch využitelných prvků je celkem 12, dostáváme do ruky nástroj s obrovským potenciálem," zdůraznil vědec.

Podle ÚOCHB vědci zkoušejí použít molekuly jako nosiče informací už delší dobu. Jiné týmy však zatím hledaly hlavně cesty inspirované biologií - například využití DNA. Její výhodou je schopnost pojmout obrovské množství informací v jedné molekule, nevýhodou naopak obtížné čtení, které vyžaduje odebrání vzorku a zásah do něj, což hrozí kontaminací jinou DNA z okolí. U paramagneticky kódovaných molekul, tedy metody vyvinuté v Česku, je však možné přečíst informaci vzdáleně. Autoři uvedli, že čtení lze navíc libovolně opakovat, aniž by došlo k poškození molekuly. Uložení informace je trvalé.

"Když jsme článek představující naši metodu poslali do časopisu poprvé, doporučil nám jeden z recenzentů, abychom na konkrétním příkladu prokázali její fungování. Vzali jsme to jako výzvu a udělali jsme dva experimenty," sdělil dále Polášek. "V prvním jsme použili naši sadu molekul k zakódování obrazu, do nějž bylo vepsáno slovo 'CODE' a které jsme přečetli pomocí magnetické rezonance ve spolupráci s týmem Daniela Jiráka z IKEM. Ve druhém experimentu jsme trochu jinou metodou zakódovali slovo 'Lanthanide' v digitálním kódu," dodal vědec.

Nynější systém využívá čtyři různé lanthanoidy a je spolehlivě schopen 16bitového kódování. Optimalizovaný systém používající i zbylé lanthanoidy v principu umožní 64bitové kódování či vyšší, což slibuje budoucí využití v mnoha oblastech. Poláškův tým v nejbližších letech plánuje aplikace nejen pro chemii a farmacii, ale i telemedicínu a další obory spojené s vývojem inovativních technologií.

Foto: deposithphotos/ alexraths

Autor: ČTK



Čtěte dále

Ilustrační foto.

Astronauti mají po návratu z vesmíru problém s obnovou kostní hmoty

Stav beztíže, který ve vesmíru na vlastní kůži zažívají astronauti, způsobuje velký úbytek kostní hmoty. U mnoha astronautů se...

Pacient s cukrovkou (ilustrační foto).

Na výzkum diabetu a nemocí srdce v ČR půjde z EU více než miliarda korun

Do výzkumu diabetu a nemocí srdce v České republice půjde z evropských fondů více než miliarda korun. Na projektu Národního...

Odborníci z Archeologického ústavu Akademie věd ČR v Brně odkryli pozůstatky dalšího z domů v tábořišti pravěkých lovců u Mohelna na Třebíčsku.

Archeologové odkryli u Mohelna další dům pravěkých lovců

Odborníci z Archeologického ústavu Akademie věd ČR v Brně odkryli pozůstatky dalšího z domů v tábořišti pravěkých lovců u Mohelna...

Ilustrační foto.

Viry přežívají ve sladké vodě díky tomu, že se přichytí na mikroplasty

Viry, které způsobují průjmy a další žaludeční potíže, jako je rotavirus, mohou ve sladké vodě zůstat infekční až po dobu tří...

Ilustrační foto.

Umělá inteligence a big data pomáhají v Rakousku chránit křehký ekosystém

Pokud ještě teď před prázdninami přemýšlíte nad dovolenou zalitou sluncem nedaleko tuzemských luhů a hájů, možná jste při svém...

Trosky starověkého města Pompeje.

Výbuch Vesuvu, který vedl k zničení Pompejí, byl až na podzim, tvrdí studie

Ničivý výbuch italské sopky Vesuvu, který vedl k zániku Pompejí a dalších okolních měst, nenastal na konci srpna, jak se dosud...

Ilustrační foto.

Popíjení piva podle vědců může u mužů prospívat střevní mikroflóře

Nový výzkum portugalských vědců by mohl dát zcela nový význam termínu "pivní pupek". A pivo by se mohlo zařadit po bok červeného...

Ilustrační foto.

Počet úmrtí kvůli horku se v Praze v uplynulé dekádě zdvojnásobil

Riziko úmrtí v souvislosti s horkem bylo v Praze mezi lety 2010 až 2019 téměř dvakrát vyšší než v předchozích třech dekádách....

Ilustrační foto.

Předčasné úmrtí kvůli kouření cigaret nejvíce hrozí lidem v Ústeckém kraji

Předčasné úmrtí kvůli kouření v ČR nejvíce hrozí v Ústeckém kraji. Vyplývá to z nové studie vědců z Národního ústavu duševního...

Ilustrační foto.

Aplikace rozpozná druh stromu, prozradí i to, kolik v létě vypaří vody

Nová mobilní aplikace Tree Check rozpozná druh stromu, prozradí i to, kolik v létě vypaří vody či jak velký stín díky své listové...

Ilustrační foto.

České mozky vyvíjejí pro NASA přístroj, který má vyřešit dlouhodobé stravování ve vesmíru

Přidají Češi svou ruku k dílu při meziplanetárním osidlování? Podnikatel a vizionář Jakub Krejčík, zakladatel společnosti Heaven...

Ilustrační foto.

Ptáci, kteří se v letu předvádějí, mívají více partnerek a bývají pestří

Druhy ptáků, jejichž samci se v letu předvádějí, mívají více partnerek a obývají spíše otevřené než lesní oblasti. Často jde o...

Globální oteplování (ilustrační foto).

Šance, že se v příštích letech svět oteplí o 1,5 stupně, je 50procentní

Pravděpodobnost, že se svět v příštích pěti letech oteplí o více než 1,5 stupně Celsia, je nyní téměř padesátiprocentní. Vyplývá...

Ilustrační foto.

Vědci z Brna pracují na nové metodě, jak detekovat anabolika v mase

Vědci z brněnské Mendelovy univerzity a dalších institucí pracují na nové metodě, jak snáze detekovat možná anabolika ve vepřovém...

Ilustrační foto.

Vědcům se podařilo omladit kožní buňky o třicet let, je naděje na zpomalení stárnutí

Vědcům z Cambridgeské univerzity se podařilo omladit kožní buňky 53leté ženy do podoby, jakou mají buňky 23letého člověka....

Ilustrační foto.

Protirakovinová látka účinkuje i na diabetes u myší

Pozitivní účinek protirakovinové látky MitoTam na zmírnění dopadů diabetu druhého typu u myší prokázal výzkum odborníků z...

Prvosenka jarní neboli petrklíč.

Vědci a ochranáři žádají veřejnost o pomoc se zkoumáním petrklíčů

Při jarních procházkách mohou lidé pomoci vědcům s výzkumem prvosenek jarních a prvosenek vyšších neboli petrklíčů. Experti z...

Ilustrační foto.

Závažnost příznaků covidu-19 nesouvisí s rizikem, že nakažený infikuje jiné

Příznaky covidu-19 nemají žádný vliv na pravděpodobnost, že nakažená osoba přenese nemoc na další lidi. Vyplývá to z britské...

ilustrační foto.

Častý pobyt na sociálních sítích ovlivňuje hlavně děti v rané pubertě, uvádí vědci

Častý pobyt na sociálních sítích může nejvíce uškodit dětem v rané pubertě a také adolescentům krátce po dosažení plnoletosti. V...

Ilustrační foto.

Umělá inteligence na turnaji porazila osm mistrů světa v bridži

Umělá inteligence na turnaji ve Francii porazila osm mistrů světa v bridži, karetní hře, kde až dosud měli kvůli jejímu...

další zprávy

Titulní strana Standardní písmo Větší písmo

Tmavé zobrazení
Přepnout na plnou verzi