V posledních letech jsme svědky prudkého rozvoje technologií a postupů založených na využití nanomateriálů. Tyto materiály jsou přínosem v medicíně, farmacii a jejich aplikace jsou běžné i v kosmetice, při skladování potravin či v oblasti ochrany životního prostředí. V medicíně představují nanotechnologie odvětví s enormním potenciálem díky schopnosti nanočástic pronikat k orgánům, tkáním i do buněk a následně ovlivňovat jejich fyziologické funkce. Z praktických aplikací nanočástic v biomedicíně je možné zmínit jejich využití v diagnostice a zobrazování, jako nosičů léčiv nebo v tkáňovém inženýrství. S využitím nanomateriálů je však spojena také řada rizik. Malé rozměry nanočástic například vedou k jejich obtížnému vylučování z organismu a je známo, že tyto částice agregují jak vzájemně, tak i s dalšími molekulami (např. s proteiny) a vytvářejí struktury s novými, dosud nepoznanými vlastnostmi. Je tedy zřejmé, že vedle přínosů mají nanočástice také srovnatelně velký potenciál rizik pro lidské zdraví i životní prostředí. Toxicita nanočástic pak stále zůstává otevřenou otázkou a nejedná se pouze o otázku akutní toxicity; zodpovězeny nejsou jednoznačně ani otázky dlouhodobých účinků nanočástic a jejich akumulace in vivo. Velikost rozhoduje Z výše uvedeného stručného přehledu je zřejmé, že velikost částic v nanooblasti je jedním z nejdůležitějších parametrů, které významně ovlivňují nejen jejich vlastnosti obecně, ale také jejich biologickou aktivitu. V užším slova smyslu jsou nanočástice defi novány jako objekty o velikosti mezi 1–100 nm. Při rozšíření této defi nice jsou pak v oblasti zájmu rovněž struktury s velikostí do 500 nm. Metody používané pro měření velikosti částic jsou založeny na různých principech. Jen namátkou lze uvést mikroskopické pozorování, rozptyl světla, absorpci ultrazvuku, měření sedimentační rychlosti nebo Brownova pohybu. Metodou, která se stále častěji využívá v rutinních měřeních, je dynamický rozptyl světla (DLS). Obecně je DLS technika vhodná pro měření velikosti částic v submikronové oblasti. Základem této neinvazivní techniky je měření fl uktuace intenzity rozptýleného světla z laserového zdroje okolo její průměrné hodnoty. Tato fl uktuace souvisí s interferenčním zeslabováním a zesilováním světla rozptýleného na nestacionárních částicích disperzní fáze podléhajících Brownovu pohybu. Při měření přístroj nejprve určí tzv. translační difuzní koefi cient částic, jehož hodnota závisí na teplotě a viskozitě kapaliny, ve které jsou nanočástice dispergovány, a samozřejmě na jejich velikosti. V dalším kroku je pak z difuzního koefi cientu pomocí Stokes- Einsteinovy rovnice stanovena velikost částic. Získaná veličina se najezývá hydrodynamický průměr částice a odpovídá průměru koule, která by měla za stejných podmínek difuzní koefi cient stejný, jako byl naměřen pro analyzovanou částici. Metoda DLS primárně poskytuje intenzitně váženou distribuci velikostí všech populací částic přítomných v analyzovaném vzorku, tedy distribuci váženou podle páté mocniny velikosti částice (d5). To může v některých případech poskytnout zavádějící výsledky, například jsou-li ve vzorku přítomné agregáty či větší částice, jejichž rozptyl v distribuci dominuje, i když je jejich množství malé. Pomocí Mieho teorie je však možné převést intenzitní distribuci částic na objemovou (d3), která je pak pro posouzení chování částic v biologických aplikacích vhodnější. Nespornými výhodami DLS je rychlý a jednoduchý průběh měření, které obvykle trvá od několika desítek sekund do 10 minut, metoda je absolutní (kalibrace pomocí standardů o známé velikosti a distribuci není nutná), analýza velikosti částic vyžaduje jen velmi malé množství vzorku (v řádu mikrolitrů) a měřicí zařízení je komerčně dostupné s automatizací, včetně analýzy dat. Techniku lze využít při analýze velinakosti částic s rozměry od několika nanometrů až do 1–4 μm. Na Centru polymerních systémů (CPS), vybudovaném za pomoci prostředků z Operačního programu Výzkum a vývoj pro inovace, je tato metoda využívána velmi často ve výzkumných projektech orientovaných do oblasti bioaktivních materiálů, nanotechnologií a dalších. Vybrané příklady aplikací metody DLS jsou uvedeny na obrázcích 1 a 2. Příklady pocházejí z reálných řešených problémů, ať se již jedná o stabilitní studii nanoemulzí nebo charakterizaci disperzí nanočástic stříbra, dnes tak populárních v mnoha oblastech aplikací. Kromě zmíněného příkladu metody DLS disponuje CPS samozřejmě celým portfoliem analytických a dalších vědeckých přístrojů, jejichž seznam je k dispozici na webu cps.utb.cz v sekci Přístrojové vybavení. Tato infrastruktura je dostupná i pro externí zájemce, ať už ve formě služby, realizace smluvního výzkumu, nebo společného projektu výzkumu a vývoje. doc. Ing. Věra Kašpárková, CSc. Centrum polymerních systémů reg. číslo: CZ.1.05/2.1.00/03.0111 Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně