LCMS
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.
Autor
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
ÚOCHB AV ČR je přední mezinárodně uznávaná vědecká instituce, jejímž hlavním posláním je základní výzkum v oblasti chemické biologie a medicinální chemie, organické a materiálové chemie, chemie přírodních látek, biochemie a molekulární biologie, fyzikální chemie, teoretické chemie a analytické chemie.
Tagy
Článek
Věda a výzkum
Video
Logo of LinkedIn

Jedinečný molekulární CODE aneb Paramagnetické kódování molekul

St, 15.6.2022
| Originální článek z: Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
Princip molekulárního kódování vytvořený Miloslavem Poláškem a jeho týmem z ÚOCHB AV ČR představuje novou metodu na pomezí světa chemie a moderních technologií.
Video placeholder
  • Foto: ÚOCHB/Tomáš Belloň: Dr. Miloslav Polášek & Jan Kretschmer, skupina Koordinační chemie v ÚOCHB
  • Video: IOCB Prague/Miloslav Polášek, Tomáš Belloň: Paramagnetické kódování molekul

S bezkontaktními RFID čipy se dnes běžně setkáváme v řadě výrobků, ale lze podobnou technologii realizovat na molekulární úrovni? Odpověď zní: ano. Princip molekulárního kódování vytvořený Miloslavem Poláškem a jeho týmem z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR představuje novou metodu na pomezí světa chemie a moderních technologií. Článek o paramagnetickém kódování molekul zveřejnil prestižní vědecký časopis Nature Communications.

Molekuly jako RFID čipy

Nový princip molekulárního kódování a prototyp takového molekulárního systému nejdříve představoval pouze sci-fi nápad. Po pěti letech vývoje se podařilo vytvořit molekuly s těmi správnými vlastnostmi, do jejichž struktury lze zabudovat ionty vzácných kovových prvků, tzv. lanthanoidů. Tyto prvky mají speciální paramagnetické vlastnosti, kterými lze ladit odezvu molekuly v magnetickém poli. Tato odezva může sloužit jako nosič digitální informace a lze ji přečíst prostřednictvím nukleární magnetické rezonance v radiofrekvenčním spektru analogicky k RFID čipům. Navíc je možné tyto molekulární konstrukce dál spojovat a kombinovat, a tím vytvářet složitější, ale přesto stále čitelný signál nesoucí komplexnější digitální informaci.

ÚOCHB/Tomáš David: Vědci pomocí sady molekul obsahujících dva různé lanthanoidy zakódovali obraz slova CODE, který následně přečetli pomocí magnetické rezonance (umělecké zpracování)ÚOCHB/Tomáš David: Vědci pomocí sady molekul obsahujících dva různé lanthanoidy zakódovali obraz slova CODE, který následně přečetli pomocí magnetické rezonance (umělecké zpracování)

„S šesti prvky bychom dokázali označit unikátními kódy např. všechny eurobankovky v oběhu. Když si uvědomíme, že těch využitelných prvků je celkem 12, dostáváme do ruky nástroj s obrovským potenciálem.“

— Miloslav Polášek, vedoucí skupiny Koordinační chemie v ÚOCHB

„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 patnáct různých digitálních kódů,“ říká Miloslav Polášek, vedoucí skupiny Koordinační chemie v ÚOCHB.

„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 unikátními kódy např. všechny eurobankovky v oběhu. Když si uvědomíme, že těch využitelných prvků je celkem 12, dostáváme do ruky nástroj s obrovským potenciálem.“

ÚOCHB/Tomáš Belloň: Dr. Miloslav Polášek & Jan Kretschmer, skupina Koordinační chemie v ÚOCHBÚOCHB/Tomáš Belloň: Dr. Miloslav Polášek & Jan Kretschmer, skupina Koordinační chemie v ÚOCHB

Lanthanoidy v molekulární kleci

Klíčovou roli hrají molekulární konstrukce, do nichž je možné zabudovat atomy lanthanoidů na přesně definovaná místa. „V naší skupině pracujeme s chelátory, což jsou molekuly, které umí vázat ionty kovů a uzavřít je do sebe jako do klece. My jsme tyto molekulární klece s uzavřeným kovem propojili prostřednictvím aminokyseliny. Navíc jsme k nim připojili další část, která v magnetickém poli funguje jako vysílač, jehož frekvence se odvíjí od toho, jaké kovové ionty se v daném řetězci vyskytují, a v jakém pořadí,“ vysvětluje člen týmu Jan Kretschmer z ÚOCHB a student Přírodovědecké fakulty UK.

O použití molekul jako nosičů informací se nezajímá pouze Miloslav Polášek a jeho tým. Jiní vědci zatím primárně hledali cesty inspirované biologií a využívající například DNA. Výhodou DNA je totiž schopnost pojmout obrovské množství informací v jedné molekule. Naopak velkou nevýhodou je její komplikované čtení, které vyžaduje odebrání a zásah do vzorku, kdy navíc hrozí kontaminace jinou DNA z okolního prostředí. Zásadní předností paramagneticky kódovaných molekul je možnost vzdáleného přečtení informace. Proces čtení lze libovolně opakovat a nedochází při něm k poškození nebo spotřebování molekul, uložení informace je tak 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. V prvním jsme použili naši sadu molekul k zakódování obrazu, do nějž bylo vepsáno slovo ‚CODE‘, 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,“ dodává Miloslav Polášek.

ÚOCHB/Tomáš Belloň: Dr. Miloslav Polášek & Jan Kretschmer, skupina Koordinační chemie v ÚOCHBÚOCHB/Tomáš Belloň: Dr. Miloslav Polášek & Jan Kretschmer, skupina Koordinační chemie v ÚOCHB

Perspektivy

Stávající molekulární systém využívá 4 různých lanthanoidů a je spolehlivě schopen 16bitového kódování. Optimalizovaný systém využívající i zbylé lanthanoidy však v principu umožní 64bitové kódování či vyšší, což představuje příležitosti pro využití v mnoha oblastech. Je tak v principu možné značkovat mikroskopické objekty, jako třeba buňky, nebo makroskopické objekty, jako léky či bankovky. Tým Miloslava Poláška v nejbližších letech plánuje aplikace nejen pro chemii a farmacii, ale také telemedicínu a další sektory zaměřené na vývoj inovativních technologií.

Kromě vědců z ÚOCHB a Přírodovědecké fakulty UK se na výzkumu podíleli rovněž výzkumníci z Institutu klinické a experimentální medicíny a Vysoké školy chemicko-technologické v Praze. Finančně jej podpořila Grantová agentura České republiky (projekt č. 17-22834Y).

ÚOCHB/Tomáš David, Tomáš Belloň: Slovo LANTHANIDE v molekulárním digitálním kódu vytvořeném s pomocí čtyř různých lanthanoidůÚOCHB/Tomáš David, Tomáš Belloň: Slovo LANTHANIDE v molekulárním digitálním kódu vytvořeném s pomocí čtyř různých lanthanoidů

Původní článek

Kretschmer, J.; David, T.; Dračínský, M.; Socha, O.; Jirak, D.; Vít, M.; Jurok, R.; Kuchař, M.; Císařová, I.; Polasek, M. Paramagnetic encoding of molecules. Nat Commun 2022, 13, 3179. https://doi.org/10.1038/s41467-022-30811-9

Miloslav Polášek, Ph.D. je vedoucím skupiny Koordinační chemie v Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR. Ve svém výzkumu se dlouhodobě zabývá sloučeninami tzv. lanthanoidů, prvků vzácných zemin, a jejich použitím v medicíně a v dalších průmyslových oblastech. V předchozích letech se týmu Dr. Poláška podařilo vyvinout novou metodu výroby radioaktivního izotopu lutecia 177 pro léčbu rakoviny. Patentovaná metoda byla licencována americké společnosti SHINE Technologies, která ji využívá pro výrobu lutecia 177 v průmyslovém měřítku.

ÚOCHB/Tomáš Belloň: Vědecká skupina Miloslava Poláška Koordinační chemieÚOCHB/Tomáš Belloň: Vědecká skupina Miloslava Poláška Koordinační chemie

Ústav organické chemie a biochemie AV ČR
Logo of LinkedIn
 

Mohlo by Vás zajímat

Improved LC/MS Performance to Determine Polar Nitrosamines Using the Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

SQ Detector 2

Brožury a specifikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Ostatní

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Kariéra: Redaktor/ka & Copywriter/ka pro portály LabRulez (se zaměřením na chemii)
Článek | Kariéra

Kariéra: Redaktor/ka & Copywriter/ka pro portály LabRulez (se zaměřením na chemii)

Do našeho týmu hledáme talentované redaktory/ky a Copywritery/ky v jedné osobě.
LabRulez
tag
share
more
Záznam přednášky: Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi (solid-phase extraction, SPE) (Watrex Praha/LABOREXPO)
Článek | Video

Záznam přednášky: Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi (solid-phase extraction, SPE) (Watrex Praha/LABOREXPO)

Záznam odborné přednášky Marka Minárika (Watrex Praha) z veletrhu LABOREXPO 2024 na téma Streamline OLE 200 a Watrex xTrovert™ FLEX-O™ - Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi.
Watrex Praha
tag
share
more
Tři rozměry separace komplexních vzorků: Agilent 6560 Ion Mobility QTOF
Článek | Produkt

Tři rozměry separace komplexních vzorků: Agilent 6560 Ion Mobility QTOF

Pro nejnáročnější aplikace je určen nový Agilent 6560 Ion Mobility QTOF, který do LC/MS přináší třetí separační rozměr: iontovou mobilitu v homogenním elektrickém poli (uniform field ion mobility).
Altium International
tag
share
more
Granty pro mladé vědce: TA ČR Sigma, grant NF IOCB Tech a UP
Článek | Věda a výzkum

Granty pro mladé vědce: TA ČR Sigma, grant NF IOCB Tech a UP

Třetí část srovnání přehledu podmínek u grantů pro začínající vědce z portálu Vědavýzkum.cz.
Vědavýzkum.cz
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Improved LC/MS Performance to Determine Polar Nitrosamines Using the Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

SQ Detector 2

Brožury a specifikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Ostatní

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Kariéra: Redaktor/ka & Copywriter/ka pro portály LabRulez (se zaměřením na chemii)
Článek | Kariéra

Kariéra: Redaktor/ka & Copywriter/ka pro portály LabRulez (se zaměřením na chemii)

Do našeho týmu hledáme talentované redaktory/ky a Copywritery/ky v jedné osobě.
LabRulez
tag
share
more
Záznam přednášky: Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi (solid-phase extraction, SPE) (Watrex Praha/LABOREXPO)
Článek | Video

Záznam přednášky: Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi (solid-phase extraction, SPE) (Watrex Praha/LABOREXPO)

Záznam odborné přednášky Marka Minárika (Watrex Praha) z veletrhu LABOREXPO 2024 na téma Streamline OLE 200 a Watrex xTrovert™ FLEX-O™ - Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi.
Watrex Praha
tag
share
more
Tři rozměry separace komplexních vzorků: Agilent 6560 Ion Mobility QTOF
Článek | Produkt

Tři rozměry separace komplexních vzorků: Agilent 6560 Ion Mobility QTOF

Pro nejnáročnější aplikace je určen nový Agilent 6560 Ion Mobility QTOF, který do LC/MS přináší třetí separační rozměr: iontovou mobilitu v homogenním elektrickém poli (uniform field ion mobility).
Altium International
tag
share
more
Granty pro mladé vědce: TA ČR Sigma, grant NF IOCB Tech a UP
Článek | Věda a výzkum

Granty pro mladé vědce: TA ČR Sigma, grant NF IOCB Tech a UP

Třetí část srovnání přehledu podmínek u grantů pro začínající vědce z portálu Vědavýzkum.cz.
Vědavýzkum.cz
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Improved LC/MS Performance to Determine Polar Nitrosamines Using the Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

SQ Detector 2

Brožury a specifikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Ostatní

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Kariéra: Redaktor/ka & Copywriter/ka pro portály LabRulez (se zaměřením na chemii)
Článek | Kariéra

Kariéra: Redaktor/ka & Copywriter/ka pro portály LabRulez (se zaměřením na chemii)

Do našeho týmu hledáme talentované redaktory/ky a Copywritery/ky v jedné osobě.
LabRulez
tag
share
more
Záznam přednášky: Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi (solid-phase extraction, SPE) (Watrex Praha/LABOREXPO)
Článek | Video

Záznam přednášky: Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi (solid-phase extraction, SPE) (Watrex Praha/LABOREXPO)

Záznam odborné přednášky Marka Minárika (Watrex Praha) z veletrhu LABOREXPO 2024 na téma Streamline OLE 200 a Watrex xTrovert™ FLEX-O™ - Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi.
Watrex Praha
tag
share
more
Tři rozměry separace komplexních vzorků: Agilent 6560 Ion Mobility QTOF
Článek | Produkt

Tři rozměry separace komplexních vzorků: Agilent 6560 Ion Mobility QTOF

Pro nejnáročnější aplikace je určen nový Agilent 6560 Ion Mobility QTOF, který do LC/MS přináší třetí separační rozměr: iontovou mobilitu v homogenním elektrickém poli (uniform field ion mobility).
Altium International
tag
share
more
Granty pro mladé vědce: TA ČR Sigma, grant NF IOCB Tech a UP
Článek | Věda a výzkum

Granty pro mladé vědce: TA ČR Sigma, grant NF IOCB Tech a UP

Třetí část srovnání přehledu podmínek u grantů pro začínající vědce z portálu Vědavýzkum.cz.
Vědavýzkum.cz
tag
share
more
 

Mohlo by Vás zajímat

Improved LC/MS Performance to Determine Polar Nitrosamines Using the Agilent 1260 Infinity II Hybrid Multisampler

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Farmaceutická analýza

SQ Detector 2

Brožury a specifikace
| 2024 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Ostatní

Halogens and sulfur in solid samples according to EN 17813

Aplikace
| 2024 | Metrohm
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Metrohm
Zaměření
Životní prostředí

Determination of carbohydrates in peanuts by HPAE-PAD

Aplikace
| 2024 | Thermo Fisher Scientific
Instrumentace
Iontová chromatografie
Výrobce
Thermo Fisher Scientific
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Targeted PFAS Analysis in Industrial Wastewater Using the Agilent 6475 Triple Quadrupole LC/MS System

Aplikace
| 2024 | Agilent Technologies
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Agilent Technologies
Zaměření
Životní prostředí
 

Podobné články

Kariéra: Redaktor/ka & Copywriter/ka pro portály LabRulez (se zaměřením na chemii)
Článek | Kariéra

Kariéra: Redaktor/ka & Copywriter/ka pro portály LabRulez (se zaměřením na chemii)

Do našeho týmu hledáme talentované redaktory/ky a Copywritery/ky v jedné osobě.
LabRulez
tag
share
more
Záznam přednášky: Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi (solid-phase extraction, SPE) (Watrex Praha/LABOREXPO)
Článek | Video

Záznam přednášky: Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi (solid-phase extraction, SPE) (Watrex Praha/LABOREXPO)

Záznam odborné přednášky Marka Minárika (Watrex Praha) z veletrhu LABOREXPO 2024 na téma Streamline OLE 200 a Watrex xTrovert™ FLEX-O™ - Nové možnosti automatizace extrakce na tuhé fázi.
Watrex Praha
tag
share
more
Tři rozměry separace komplexních vzorků: Agilent 6560 Ion Mobility QTOF
Článek | Produkt

Tři rozměry separace komplexních vzorků: Agilent 6560 Ion Mobility QTOF

Pro nejnáročnější aplikace je určen nový Agilent 6560 Ion Mobility QTOF, který do LC/MS přináší třetí separační rozměr: iontovou mobilitu v homogenním elektrickém poli (uniform field ion mobility).
Altium International
tag
share
more
Granty pro mladé vědce: TA ČR Sigma, grant NF IOCB Tech a UP
Článek | Věda a výzkum

Granty pro mladé vědce: TA ČR Sigma, grant NF IOCB Tech a UP

Třetí část srovnání přehledu podmínek u grantů pro začínající vědce z portálu Vědavýzkum.cz.
Vědavýzkum.cz
tag
share
more
Další projekty
GCMS
ICPMS
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití
LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena. Obsah dostupný pod licencí CC BY-SA 4.0 Uveďte původ-Zachovejte licenci.