Nanoszenzorokat fejleszt a kémiai és bioérzékeléshez
Gyurcsányi E. Róbert kémikus célja olyan új kémiai nanoszenzorok kifejlesztése, amelyek vírusok, fehérjék, nukleinsavak és ionok rendkívül érzékeny és költséghatékony diagnosztikai célú meghatározását teszik lehetővé, írja az mta.hu.
A csecsemőket és kisgyermekeket veszélyeztető RSV vírus meghatározásához, illetve különböző betegségekre utaló mikro-RNS- és DNS-szálak kimutatásához is hozzájárulhatnak Gyurcsányi E. Róbert kémikus kutatásai, amelyeket a Lendület program támogatásával folytat a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen.
Az érzékelésről általában a szaglás, a hallás, a látás vagy a tapintás jut eszünkbe. A kémiai érzékelés tulajdonképpen úgy is felfogható, mint az előbbiek mesterséges kiterjesztése kémiai vegyületekre – foglalta össze az mta.hu-nak a kutatásai középpontjában álló kémiai és bioérzékelés lényegét Gyurcsányi E. Róbert.
Kémia nanotartományban
A kémiai érzékeléshez egyrészt egy olyan molekulára vagy anyagra van szükség, amely – például egy kémiai reakción keresztül – szelektíven kölcsönhatásba lép a meghatározandó komponenssel, másrészt egy jelátalakítóra, amely jelzi ezt a kölcsönhatást. "A nanoszenzor ennek az integrált rendszernek a nanoméretűvé való miniatürizálása, de sokan nanoszenzorokról beszélnek akkor is, amikor az érzékeléshez valamilyen nanoszerkezetet alkalmazunk" – magyarázta a kémikus.
Azáltal, hogy az érzékelő mérete a molekulákéval azonos tartományba kerül, rendkívül kevés, sőt akár egyetlenegy molekula is képes jelet adni. Ily módon a nanoérzékelők hozzájárulnak a kémiai folyamatok, reakciók molekuláris szintű vizsgálatához, értelmezéséhez és szabályozásához. "Mi ezt a célt a Lendület pályázat keretében kémiailag módosított nanopórusok, vagyis a szilárd membránban szabályozott módon előállított, rendkívül apró lyukak alkalmazásával kívánjuk elérni – mondta a következő évek egyik legfontosabb feladatáról. – A nanopórusos érzékelés legegyszerűbb módja, hogy két elektrolitoldatot elválasztó nanopóruson átfolyó ionáramnak a pórusba bekerülő komponensek áthaladásának/tartozódásának hatására bekövetkező változását mérjük." A pórus kémiai környezetének beállításával akár a legösszetettebb mintákban is ki tudják mutatni az információhordozó komponenst, legyen az egy vírus, egy protein vagy egy nukleinsav-alapú biomarker.
Új utak a bioanalitikában
A bioanalitika jelenleg már annyira fejlett, hogy elvileg a legtöbb biomarkert meg lehet határozni. "Az azonban már nem mindegy, hogy-egy módszer gyakorlati alkalmazása mennyire bonyolult, illetve mennyi időt vesz igénybe, és mennyibe kerül – emelte ki a kutató. A kémikus szerint a vírusok különleges mérettartományuk miatt ideális választást jelentenek a nanopórusos detektáláshoz. Általában ugyanis sokkal nagyobbak, mint a fehérjék, ugyanakkor sokkal kisebbek, mint a sejtek. A kutatócsoport így jutott el a körülbelül 150-300 nanométer nagyságú, légúti megbetegedést okozó RSV (respiratory syncitial virus) vírushoz, amely főleg kisgyermekekre veszélyes.
A vírusok szelektív „megszámlálása" a lassú tenyészetek kiváltása révén nemcsak a diagnosztikában jelenthet segítséget, hanem fontos eszközt adhat a virológusok, valamint az oltóanyaggyártók és -fejlesztők kezébe is. „Ezen a területen a Radboud Egyetem orvosi központjával működünk együtt, ahol többek között oltóanyagok kifejlesztésével foglakoznak" – mondta Gyurcsányi E. Róbert.
A kutató és csoportja az RNS- és DNS-szálak kimutatásának új módszereit is vizsgálni fogja. "Ezekben az esetekben a nagy érzékenységű detektálás elsődleges fontosságú. Ugyanakkor egyre nagyobb is az igény az olyan közvetlen módszerekre, amelyekkel megbízhatóan, de polimeráz-láncreakció nélkül detektálhatók a nukleinsavak" – mondta a kémikus. Hozzátette: fő céljuk a mikro-RNS-ek meghatározását lehetővé tevő érzékelési módok tanulmányozása. "Amióta kiderült, hogy több betegség, például egyes rákos megbetegedések és szívbetegségek esetében diagnosztikus információt hordoznak, a mikro-RNS-ek az orvosi diagnosztika »forró« területét jelentik" – érzékeltette a téma jelentőségét Gyurcsányi E. Róbert.
