Nově patentovaná metoda odhalí olovo v krvi

K vynálezu přivedla Jan Preislera z přírodovědecké fakulty náhoda. Když si hrál s laserem, začaly mu hořet noviny...

Vynález, který dokáže snadno a rychle analyzovat kovy obsažené v kapalných vzorcích, si nechali patentovat vědci z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity. Jejich nápad představuje levnější alternativu k dosud známým metodám a mohl by sloužit třeba pro jednoduchá stanovení množství olova v lidské krvi v rozvojových zemích.

„Naše metoda funguje pro určování kovů, jako je olovo, cín, zinek či kobalt, v nejrůznějších kapalinách od krve po potraviny. Její výhodou je především nízká cena, velká rychlost a snadný transport a archivace vytvořených vzorků,“ vysvětluje Jan Preisler z Ústavu chemie na Přírodovědecké fakultě MU, který za patentem stojí.

Aby mohli vědci určit obsah vybraného prvku a přijít třeba na to, kolik zkoumaná krev obsahuje olova, potřebují ji dostat do podoby aerosolu, tedy směsi částic v plynu. Jen v takové formě totiž umí vzorek zanalyzovat přístroj zvaný atomový spektrometr.

Jak takový aerosol získat? Metod existuje celá řada, často však vyžadují náročnou přípravu vzorku nebo jsou nákladné. Nově patentovaná metoda k tomu využívá obyčejného kancelářského papíru a dostupného laseru podobného tomu v laserovém ukazovátku. Na papír vědci vytisknou na běžné inkoustové tiskárně drobné, jen několik milimetrů velké černé čtverečky, na ty pak nanesou malý vzorek zkoumané látky, např. krve, a pak na ně namíří laserem. V místech černých čtverečků a tedy i nanesených látek dojde k pyrolýze a tvorbě kouře. Ten je pak analyzován ve spektrometru.

S vynálezem pomohla náhoda

Jak na to všechno výzkumníci přišli? „Napadlo mě to, když jsem si četl noviny a zkusil přes ně přejet výkonnějším laserovým ukazovátkem. Uviděl jsem, jak se z nich kouří, a hned si vzpomněl na dětství a na pokusy s lupou. Napadlo mě, že by se to mohlo dát využít i pro naše analýzy,“ říká Jan Preisler.

Nápad tak spojil s metodou využívanou kolegou Viktorem Kanickým z přírodovědecké fakulty, na jehož pracovišti výzkumníci vytvářejí aerosol z pevných látek. Místo aby nejrůznější analyzované kovové slitiny složitě rozpouštěli v kyselinách a dělali z nich kapalné vzorky, ze kterých by šel připravit aerosol, zaostřují laser přímo na pevný vzorek a suchý aerosol získávají rovnou z něj.

Masarykova univerzita, David Povolný, Magazín M, CC-BY: Cenu za nejlepší inovativní nápad loňského roku získal Jan Preisler s kolegyní Pavlou Foltynovou. Na vynálezu se podílel také Viktor Kanický.

Trendy v chemii: snadno a rychle

Patent Jana Preislera, Viktora Kanického a Pavly Foltynové odráží trendy v analytické chemii, které zejména při hledání aplikací pro rozvojové země využívají levné technologie založené na papíru. „V našem případě byste s sebou nemusel tahat drahou techniku či kufr se vzorky, vzorek byste přímo v terénu poměrně snadno vyrobil a poslal v obálce do laboratoře,“ vysvětluje Jan Preisler.

Vedle nízkých nákladů jsou totiž hlavními výhodami vynálezu snadná příprava a transport vzorků. „Jakmile vzorek připravíme, je to vlastně jen list papíru, který se dá prostě strčit do zásuvky nebo poslat poštou. Předem lze na papír připravit i sadu standardů nutnou pro kalibraci spektrometru. Nejsou zde žádné baňky nebo zkumavky,“ uvádí Jan Preisler.

Klíčovou přidanou hodnotou jsou také malé požadavky na množství zkoumaného vzorku.„Většina metod potřebuje mililitry roztoku, nám stačí zlomek mikrolitru,“ doplňuje vědec a dodává, že pro aplikační sféru je zajímavá i vysoká rychlost metody. Při zpracování velkých sérií vzorků a kalibraci spektrometru může vynález přinést značnou úsporu času.

Vědci momentálně pracují na vytvoření jednoduchého prototypu pro tvorbu aerosolu k patentovanému vynálezu. Dosud totiž využívají komerční přístroje, kde pulzní laser v hodnotě milionů korun nahrazují právě laserem za několik tisíc.

Tým kolem Jana Preislera má kromě tohoto již schváleného patentu podaný ještě další, který ovšem používá nákladný pulzní laser v původní komerční cele. Vzorky se v této metodě nenanášejí na papír, ale na plastovou destičku. Výhodou metody je vyšší citlivost, není ovšem tak nízkonákladová.