Kvantové bodky (QDs) predstavujú polovodičové nanokryštály s veľkosťou od 2 až do 100 nm a výhodnými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami, ako sú napr. jedinečné optické a elektrické vlastnosti, jasná a stabilná fluorescencia. Preto sa používajú ako zobrazovacie a diagnostické látky v medicíne. Tvrdia to vo svojom príspevku Sledovanie účinku voľných radikálov kyslíka generovaných kvantovými bodkami za prítomnosti UV-žiarenia pomocou biosenzora na báze plazmidovej DNA autori Bc. Michal Augustín, RNDr. Jana Blaškovičová, PhD., prof. Ing. Ján Labuda, DrSc. (Fakulta chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave).
„Na druhej strane môžu za určitých podmienok predstavovať riziko pre životné prostredie a ľudské zdravie. Pri aeróbnych podmienkach môžu fotoaktivované QDs prenášať svoju energiu na proximálny molekulárny kyslík za vzniku singletového kyslíka, ktorý následne produkuje reaktívne formy kyslíka (ROS) ako je napr. superoxidový anión, hydroxylový radikál a peroxid vodíka. Nukleové kyseliny sú biomakromolekuly, u ktorých v prítomnosti ROS dochádza k poškodeniu štruktúry a taktiež k rôznym zmenám báz nukleotidového reťazca. UV-C žiarenie spôsobuje tvorbu stabilných dimérov, ako aj zlomy vlákien medzi tymínovými a cytozínovými zvyškami DNA, ktoré zase vedú k defektom pri transkripcii a replikácii DNA.“
Autori príspevku pokračujú, že hodnotenie oxidačného poškodenia DNA prostredníctvom chromatografických techník v spojení s hmotnostnou spektrometriou alebo iných metód predstavuje skôr všeobecný prístup pri charakterizácii mechanizmu toxicity nanomateriálov. Biosenzory na báze DNA, najmä elektrochemické, predstavujú podľa nich jednoduché a účinné bioanalytické nástroje na skúmanie interakcií a poškodzovania štruktúry DNA, a to aj v prítomnosti QDs. Cieľom tejto práce je elektrochemická detekcia štruktúrneho poškodenia plazmidovej DNA kvantovými bodkami za súčasného pôsobenia UV-C žiarenia použitím DNA biosenzora.
„Elektrochemický DNA biosenzor pozostával z elektródy zo sklovitého uhlíka (glassy carbon electrode, GCE), ktorej povrch bol upravený vrstvou pUC19 a ďalšou vrstvou tiolom obalených kvantových bodiek CdS. Na meranie sa použil elektrochemický analyzátor Autolab (Methohm) s príslušným softvérom.“
Ako uvádza kolektív autorov, skúmal sa účinok CdS kvantových bodiek a UV-C žiarenia (λ = 254 nm) na degradáciu plazmidovej pUC19. „Pre hodnotenie poškodenia DNA sa použil elektrochemický DNA biosenzor. Na získanie komplexných informácií o type a stupni poškodenia DNA bola použitá kombinácia elektrochemických metód cyklickej voltampérometrie (CV) a elektrochemickej impedančnej spektroskopie (EIS). Odpoveď senzora bola založená na meraní signálov redoxného indikátora [Fe(CN)6]3-/4- pomocou CV a EIS.“
Na základe výsledkov sa zistilo, že poškodenie DNA vplyvom UV-C žiarenia sa zvyšuje v prítomnosti kvantových bodiek. „Vplyv kvantových bodiek (QDs) na poškodenie DNA bol potvrdený použitím dvoch nezávislých elektrochemických metód (CV a EIS). Samotné kvantové bodky nepoškodzujú DNA, avšak v prítomnosti UV-C žiarenia už dochádza k jej degradácii. Toto poškodenie je výraznejšie než pri ožarovaní UV-C žiarením bez prítomnosti QDs,“ uviedli autori.
Príspevok vyšiel v zborníku celoslovenskej Študentskej vedeckej konferencie s medzinárodnou účasťou s názvom Chémia a technológie pre život (19. ročník).
Takéto podujatie je organizované aj tento rok (7. 11. 2018) v priestoroch Fakulty chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave, pričom ide o okrúhly, 20. ročník.
Študentská vedecká konferencia sa koná v odbore chémia a chemická a potravinárska technológia. Je to príležitosť pre študentov 1. stupňa (bakalárskeho) a 2. stupňa (inžinierskeho) vysokoškolského štúdia súťažne prezentovať vedecké a odborné práce. Najlepšie práce v jednotlivých sekciách budú odmenené. Na študentskej vedeckej konferencii prebehne v jednotlivých sekciách aj nesúťažná prehliadka prác študentov 3. stupňa (doktorandského) vysokoškolského štúdia.
Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR
Zdroj informácií: https://www.uiam.sk/svk/
Ilustračné foto: Ilustračné foto: Pixabay.com /Zeitderfrau/
Uverejnila: VČ