Detonační nanodiamanty (DNA) jsou nanostruktury uhlíku s krystalickou mřížkou, jakou má diamant, získané detonační syntézou s použitím výbušnin. V posledních letech vědci aktivně zkoumají jejich vzájemné působení s biologickými strukturami a biomakromolekulami. Jejich práce se již používá na léčení nádorů, ve vývoji biologických senzorů a biologicky slučitelných implantátů.

Při vzájemném působení s nanodiamanty tyto biomakromolekuly značně mění své vlastnosti. Má to mimořádný význam pro lékařské biologické výzkumy, protože ve vývoji nových fyziologicky aktivních látek je důležité vzájemné působení struktury látky a jejích fluorescenčních vlastností.

Sféra uplatnění biologické senzoriky se dnes intenzivně rozšiřuje. Nanočástice se široce používají v biologických lékařských výzkumech, mohou být prostředkem transportu léků, jejich polovodičové a peizoelektrické vlastnosti umožňují jejich použití ve fotovoltaice, vývoji elektronických zařízení a v biologických senzorech.

Vědci z MIFI prozkoumali vzájemné působení několika důležitých molekul pro lékařství: porfyrinu, myoglobinu, tryptofanu a nanodiamantů (velikosti 5 nanometrů) v tenké bláně, jež byly získány rozptýlením jednoho plátu na povrchu monokrystalického silikonu, sdělila zaměstnankyně katedry laserových mikro, nano, a biotechnologií výzkumného ústavu MIFI Jekatěrina Borulevová.

„Výsledky průzkumu vzájemného působení biomakromolekul s detonačními nanodiamanty ukázaly, že nanodiamanty zvyšují intenzitu fluorescence. Souvisí to s tím, že vodní roztoky používané v tomto výzkumu mají vlastnost nejen odrážení, ale také rozptýlení světla, což poskytuje dodatečné osvětlení uvnitř blány a zvyšuje fluorescenci,“ vysvětlila Borulevová.

Podle vědců to svědčí o tom, že nanodiamanty, jež nejsou samy o sobě fluorescenční, zvyšují signál fluorescenčních komponent v biomakromolekule. Pokusy se konaly pomocí absorpční a fluorescenční spektrometrie a atomové silové mikroskopie.

V nejbližší budoucnosti plánují vědci výrobu prototypu biologického senzoru na základě nanočástic albuminu pro transport léčivých přípravků v organismu. Hodlají se rovněž věnovat vývoji prototypu biologického senzoru na základě detonačních nanodiamantů pro registraci raných rakovinných a předrakovinných stavů a vývoji technologií použití biologických senzorů. Výsledky byly zveřejněny v časopise Laser Physics Letters.