Vědci ze Středoevropského technologického institutu CEITEC VUT v Brně představili převratnou technologickou novinku, kterou je nejmodernější spektrometr elektronové spinové rezonance (ESR) s frekvencí 329 GHz vybavený funkcí dynamické jaderné polarizace (DNP). Špičkový přístroj má potenciál významně posunout materiálové vědy a molekulární biologii, uvedli vědci v tiskové zprávě.
Je to mocný nástroj pro vědu
Pro představu o schopnostech spektrometru je třeba uvést, že pracuje na frekvencích stokrát vyšších, než jaké se používají v mobilních telefonech, a vytváří magnetické pole desetkrát silnější, než jaké se používá v průmyslových magnetech na třídění šrotu. Tento obrovský výkon umožňuje studovat mikroskopické interakce, které jsou nezbytné pro pochopení složitých biologických a chemických procesů.
Díky spektrometru dokáží navrhnout nové léky
Odhalení přístroje pro veřejnost představuje vzrušující krok k většímu vědeckému objevu. Bílkoviny, stavební kameny života, hrají zásadní roli ve zdraví a fungování našeho těla. Pokud proteiny nefungují správně, mohou vznikat nemoci. Díky využití pokročilých technik magnetické rezonance může tento spektrometr pomoci vědcům lépe porozumět struktuře bílkovin a navrhnout léky, které bojují proti nemocem na molekulární úrovni.
Přístroj měří elektronovou spinovou rezonanci
Nově vyvinutý spektrometr s frekvencí 329 GHz představuje významný skok vpřed ve vědeckém přístrojovém vybavení. Měří totiž elektronovou spinovou rezonanci (ESR), tedy jev, který nastává, když elektrony pod vlivem magnetického pole absorbují specifické elektromagnetické vlny. Spektrometr může vědcům nabídnout nebývalý vhled do strukturních a materiálových vlastností různých látek, což z něj činí základní nástroj výzkumu v materiálových vědách, chemii a biologii.
Odpadá potřeba samostatného magnetu
Spektrometr se podle hlavního řešitele Petra Neugebauera vyznačuje dvojí funkčností: dokáže měřit současně ESR i nukleární magnetickou rezonanci (NMR) kapalin. „Tato duální funkce je možná díky využití magnetu NMR spektrometru, což zjednodušuje vybavení a snižuje náklady nového systému tím, že odpadá potřeba samostatného magnetu. Spektrometr se navíc může pochlubit rychlým frekvenčním skenováním s rychlostí až 10^16 Hz za sekundu, což nabízí bezkonkurenční rychlost a přesnost při studiu vlastností elektronové spinové relaxace na mikrovlnných frekvencích kolem 329 GHz,“ vysvětlil Neugebauer.
Na přístroji dokážou studovat třeba proteiny
Konečným cílem přístroje je vylepšit experimenty NMR pomocí dynamické jaderné polarizace. Tato technika zesiluje NMR signály přenosem polarizace z elektronových spinů na jádra, což vědcům umožňuje se zvýšenou citlivostí studovat biomolekuly, například proteiny. „Potenciál zařízení pro pokrok v molekulárním výzkumu je příslibem pro budoucí využití při vývoji léků, diagnostice nemocí a dalších biomedicínských inovacích,“ uvedl vedoucí týmu.
