Jak bez doteku přemisťovat buňky nebo chemikálie? Vědci z ČVUT vyvinuli mikropinzetu

Vědci z Katedry řídící techniky Fakulty elektrotechnické vyvinuli nástroj, díky kterému je možné manipulovat i velmi malými předměty. Zatím to jsou jen polystyrenové kuličky, v budoucnu by ale tato metoda mohla výrazně zpřesnit například výzkum buněk. Zatím se mu pracovně říká mikropinzeta.

Včely s čipem na zádech a chytrý úl informující včelaře, že je na čase vybrat med

3698506-vcely-1-1152x768p0.jpg

Proletová hala ve Výzkumném ústavu včelařském v Dole u Prahy připomíná fóliový skleník, jen dovybavený síťkami. Odborníci v ní včelám připravili přesně definované podmínky. Dávají jim čipy, aby například věděli, jak dlouho jsou z úlu pryč.

„Pod mikroskopem na zlaté destičce jsou umístěné malé elektrody o rozměrech řádově v desítkách mikrometrů. Ty jsou připojené k dalším obvodům, které umožňují na jednotlivých elektrodách nastavovat nezávisle napětí,“ popisuje mi Jiří Zemánek z Katedry řídící techniky na Fakultě elektrotechnické pražského ČVUT.

„Nad nimi se tedy vytváří elektrické pole, které jsme schopní tvarovat. A podle toho, jaký má tvar, se pohybují objekty,“ vysvětluje mi princip mikropinzety. Jde o takzvanou dielektroforézu, která umožňuje pohybovat s elektricky neutrálními objekty pomocí elektrického pole.

Jak pohnout polystyrenem

Dívám se tedy do mikroskopu a zkouším podle instrukcí mačkat šipky na klávesnici. Drobná černá kulička na zlaté mřížce se skutečně pohybuje ve směru, který jí určuji. Jiří Zemánek dodává, že pomocí počítačového algoritmu je možné převést to, co pozoruji v mikroskopu, i na monitor počítače.

Elektrodové pole, ve kterém se na principu dielektroforézy pohybují polystyrenové kuličky

„Kurzor umístíte tam, kam chcete kuličku dostrkat, a ona tam dojede,“ říká vědec, s tím, že podobně je mikropinzeta schopna přemisťovat i jiné elektricky neutrální předměty jako jsou například buňky nebo mikrokapičky chemických látek.

To umožňuje provádět experimenty a nejrůznější analýzy v malém měřítku. Výzkumný proces by to mělo zlevnit, ale také zrychlit.

Laboratoř na čipu

Pod mikroskopem objevuje krásy detailu, na cestách létá s dronem. „Věda vypráví příběhy,“ říká přírodovědec

Petr Jan Juračka odpovídal na otázky modrátorky Lucie Výborné

Na mikrofotografii je nejpřitažlivější nejenom to, že vidíte něco, co nikdo před vámi neviděl, ale také příběh, který se před vámi odvíjí. Propagátor vědy, fotograf a hydrobiolog Petr Jan Juračka ale netráví čas jenom v laboratoři. Na různých expedicích a cestách fotografuje a létá s dronem.

Tým z ČVUT se společně s Ústavem analytické chemie Akademie věd a biochemiky z Masarykovy univerzity v Brně zapojil do projektu Biocentex. Tzv. laboratoř na čipu by mohla výrazně zpřesnit diagnostické metody a úspěšnost v předvídání některých onemocnění.

„Místo toho, aby se látka nabrala například pipetou, dala se někam, smíchala s jinou a výsledek se pak analyzoval, může se to provádět pomocí mikropinzety jen s malými kapičkami,“ doplňuje Jiří Zemánek

Technici z ČVUT se teď se snaží vyvinout verzi přístroje, která by se obešla bez klasického mikroskopu.

Vědci doufají, že se jim podaří vyvinout i kompaktní verzi mikropinzety, která by byla praktičtější a levnější zároveň

„Líbilo by se nám, aby to nebylo velké zařízení, ale takové kompaktní. To přináší spoustu praktických výhod – nejen to, že se pak přístroj snadno přenáší a dobře se s ním manipuluje, ale bez optiky je to i levné,“ vysvětluje Jiří Zemánek.

V budoucnu by se proto odborníci z ČVUT chtěli dopracovat k přístroji o rozměrech deset krát pět centimetrů, která by se dala jednoduše přenášet v tašce, kdekoli vytáhnout a připojit k počítači.