Portfolio nanotechnologických inovací je stále širší a různorodější. Vedle již licencovaných objevů a úspěšně rozpracovaných výstupů výzkumných ústavů a firemních nanolaboratoří se objevuje řada „horkých“ novinek. Připomeňme si stručně jen hrst z nich. Revoluční technologie NanospiderTM Jedná se o unikátní patentovanou technologii zvlákňování z volné hladiny roztoku polymeru v silném elektrostatickém poli, bez použití trysek. Vychází ze zajímavého objevu: zvlákňovat lze nejen za pomoci kapiláry z kapky polymeru procházejícího tryskou do elektrického pole, ale z celé tenké vrstvy roztoku polymeru. Citovaná technologie umožnila průkopnické společnosti Elmarco vybudovat výkonná zařízení, která jsou schopna produkovat nanovlákenný materiál v průmyslovém měřítku, a to bez použití jakýchkoliv zvlákňovacích trysek. Technologie Nanospider™ umožňuje výrobu nanovláken z vodou rozpustných polymerů, z polymerů ředitelných rozpouštědly (jako jsou kyseliny nebo bipolární roztoky) či z meltů (tavenin polymerů). Jsou vhodné pro výrobu organických a anorganických vláken. Tato technologie je velmi mnohostranná a splňuje všechny náročné požadavky, jako jsou snadná přizpůsobitelnost výrobních parametrů a flexibilita nastavení dle individuálních představ výroby nanovláken. Technologie Nanospider™ využívá jednoduše tvarované elektrody, které jsou částečně ponořeny do polymerního roztoku. Jsou mechanicky prosté a neobsahují žádné části, které by se mohly snadno zablokovat. Počet vláken vyrobených na jednom zvlákňovacím zařízení se udává vzdáleností Taylorových kuželů. Při procesu zvlákňování z volné hladiny roztoku polymeru v elektrickém poli se tato vzdálenost udává přirozeným samopřizpůsobením Taylorových kuželů. Čím vyšší je počet Taylorových kuželů, tím vyšší je nejen produktivita, ale i homogenita a konzistentnější morfologie nanovlákenné vrstvy. Technologie Nanospider™ je velmi flexibilní a umožňuje výrobu takové nanovlákenné vrstvy, která nejlépe vyhovuje požadavkům na konečný produkt. Lze u ní stanovit všechny výsledky při výrobě nanovláken pomocí přesného nastavení celé řady výrobních parametrů, které jsou pro konečný výrobek rozhodující: ❱❱parametry roztoku (vodivost, teplota, povrchové napětí atd.); ❱❱parametry okolního prostředí (teplota, vlhkost atd.); ❱❱základní parametry materiálu (povrchový elektrický odpor atd.); ❱❱parametry zařízení (napětí, vzdálenost elektrod atd.). Technologie Nanospider™ umožňuje: ❱❱vysokou výrobní kapacitu a rozšiřitelnost; ❱❱vysokou rovnoměrnost průměru vláken a nanesené nanovlákenné vrstvy; ❱❱hospodárný provoz a snadnou údržbu; ❱❱flexibilitu v používání mnoha různých polymerů a podkladových materiálů. Průlom ve vývoji a výrobě molekulárních diagnostik GENERI BIOTECH je česká biotechnologická společnost, která se orientuje na vývoj a výrobu molekulárních diagnostik v medicíně, na vývoj a výrobu biotechnologických produktů (včetně OEM produkce) a na molekulárně-genetické testování. Většina know-how produktů a služeb této společnosti vyplývá z výsledků jejího vlastního výzkumu a vývoje a zkušenosti s výrobou oligonukleotidů. Badatelské aktivity ve firmě se soustřeďují na rozvoj klíčových technologií, na spolupráci s akademickými partnery a s oborovými inovativními společnostmi, včetně nákupu licencí (in-licencing). Tržně orientovaný výzkum a vývoj je podle managementu firmy prostředkem, jak uvádět na trh inovativní produkty a služby. Z rozsáhlé nabídky GENERI BIOTECH si určitě zaslouží pozornost kit ke stanovení prognózy CLL z RNA lidských B-lymfocytů periferní krve gb ONCO CLL. Je založen na kvantitativní real-time PCR s fluorescenčně značenými sondami a obsahuje všechny komponenty pro provedení stanovení. Souprava je určena pro klinickou in vitro diagnostiku a CE IVD certifikována. Detekční assaye jsou připraveny ve formě ready-to-use. Stačí tedy přidat pouze vzorek cDNA. Doporučené vstupní množství RNA do reverzní transkripce je 500–1 000 ng. Detekce probíhá ve fluorescenčním kanálu FAM. Analýzu lze provést pomocí většiny dostupných typů cyklerů: Rotor-Gene 3000 a 6000 (Corbett Research), iCycler iQ5 a CFX96 (Bio-Rad), ABI 7300/7500 a 7900HT (Applied Biosystems), LC 480 (Roche). Chronická lymfocytární leukemie (CLL) postihuje zejména starší osoby (medián věku při diagnóze je 65 let). Jedná se o nejčastější leukemické onemocnění v Evropě a Severní Americe, kde tvoří přibližně 30 % leukemických onemocnění u dospělých. CLL se vyskytuje přibližně dvakrát častěji u mužů než u žen. CLL se projevuje akumulací maligních B- -lymfocytů. Buňky jsou zralé, ale nefunkční. Průběh onemocnění může být značně heterogenní. Zatímco někteří pacienti žijí i několik let bez nutnosti léčby, u jiných progreduje choroba podstatně rychleji. Prognózu pacienta s chronickou lymfocytární leukemií lze určit např. na základě přítomnosti či nepřítomnosti somatických hypermutací variabilní oblasti těžkého řetězce imunoglobulinu (IGHV). Somatické hypermutace IGHV představují fyziologický proces, kterým se za normálních okolností zvyšuje různorodost protilátek. Pacienti s mutovaným IGHV mají podstatně příznivější prognózu než pacienti s nemutovaným IGHV. Analýza mutačního stavu IGHV je poměrně časově náročná, což vedlo k hledání zástupných prognostických markerů, jejichž stanovení by bylo snadnější. Z toho důvodu je v současnosti stále častěji sledována exprese vybraných prognostických markerů korelující s přepokládaným vývojem nemoci. Nanotechnologie FN® nátěrů pro efektivní čištění ovzduší od škodlivin Prakticky polovina obyvatel ČR žije na území se znečištěným ovzduším, kde jsou překračovány imisní limity znečišťujících látek rozptýlených ve vzduchu. Co se týká území, na němž tito lidé žijí, představuje více než 20 % plochy naší republiky. U lidí žijících v oblastech se znečištěným ovzduším je prokázán zvýšený výskyt rakoviny, onemocnění horních cest dýchacích, angíny, astmatu a alergických onemocnění. Rozvoj nanotechnologií přináší nové možnosti i v oblasti čištění ovzduší od nebezpečných imisních látek. Nanotechnologie FN® nátěrů, kterou vyvinula a patentovala společnost Advanced Materials – JTJ, dokáže účinně snižovat znečištění ovzduší v městských a průmyslových aglomeracích. Jak prokázali Ing. Jiří Rathouský a Mgr. Radek Žouželka z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR ve své studii, eliminace škodlivin z ovzduší pomocí fotokatalytických nátěrů je vhodná nejenom pro molekuly organických látek, ale také pro oxidy dusíku (NOx). Výsledky měření jednoznačně dokládají, že vysoce účinný fotokatalytický povrch vytvořený FN® nátěry radikálně snižuje jak koncentrace NO, tak i NO2 v laminárním i turbulentním proudění vzduchu, při různých koncentracích a vlhkosti a nejenom v počátečním, ale i dlouhodobě ustáleném stavu. Například v konkrétních podmínkách pražského Smíchova (lokalita Anděl) vychází, že 1 m2 fasády domu natřené FN® nátěrem odstraní za jeden rok z ovzduší 0,3 kg NOx (NO + NO2). Tuto snadno aplikovatelnou a levnou technologii lze proto využít jako efektivní nástroj pro zlepšování kvality ovzduší a jako kompenzační opatření pro snížení dopadů lidské činnosti na životní prostředí. FN® nátěry mají všechny certifikace a testy potřebné pro uplatnění na domácím i zahraničním trhu. FN® technologie se již dnes používá k dekontaminaci ovzduší v Číně a dává naději pro ochranu zdraví obyvatelstva a zlepšení kvality ovzduší rovněž v ČR a EU28. Nanočástice k očistě podzemních a povrchových vod NANO IRON, s. r. o., se zabývá výrobou a technickou podporou při aplikaci nanočástic elementárního železa (Fe(0), nZVI = nanoscale Zero Valent Iron). Společnost disponuje unikátní, ekologicky šetrnou a bezodpadovou technologií umožňující produkci nanočástic Fe(0) v průmyslovém měřítku s téměř neomezenou výrobní kapacitou. Produkované nanočástice železa jsou dodávány ve formě dlouhodobě stabilních vodních disperzí (NANOFER 25, NANOFER 25S) vhodných např. k čištění podzemních a povrchových vod. Jako nadstandardní produkt společnost nabízí čistý nanoprášek nulamocného železa v suchém stavu (NANOFER 25P) uchovávaný v inertní atmosféře, jenž je vhodný k dalšímu zpracování a úpravám. Známým nedostatkem vodných disperzí nanočástic nulamocného železa je jejich degradace. Společnost NANO IRON zohlednila požadavky na stabilitu, reaktivitu a životnost vodných disperzí nanočástic nulamocného železa a uvedla na trh laboratorní dispergátor LD 05 pro výrobu nZVI suspenzí ze suchého nanoprášku Nanofer 25N. Identifikaci aktivní látky, tedy nanočástic ZVI v dodávaných suspenzích, lze provést pomocí nZVI testeru a stanovit tak kvalitu produktu. Díky svým mimořádným redukčním schopnostem, malému rozměru částic a vysoké reaktivitě vůči široké škále toxických látek jsou produkty Nanofer aplikovatelné v redukčních technologiích sanace podzemních i povrchových vod, při čištění důlních vod a v řadě dalších aplikací. 3D struktury pro regenerativní medicínu Společnost Nanopharma, a. s., reaguje na současné potřeby v oblasti regenerativní medicíny, která se zabývá náhradou, opravou či zlepšením funkcí poškozených tkání a orgánů. Pro tkáňové inženýrství, které je součástí regenerativní medicíny, je nutné vyvíjet buněčné nosiče, tzv. scaffoldy, které slouží jako podpůrné konstrukce pro růst buněk. Vzhledem k velikosti buněk se pro výrobu scaffoldů osvědčila nanovlákna. Jejich předností jsou průměry v nanometrech a velký měrný povrch vláken. Funkční buněčný nosič se musí strukturálně blížit podobě extracelulární matrice, tedy mezibuněčné hmotě tak, aby prostředí pro kultivaci a proliferaci buněk bylo co nejpřirozenější. Z tohoto důvodu společnost Nanopharma vyvíjí a vyrábí kromě 2D struktur také 3D buněčné nosiče z biokompatibilních a biodegradabilních materiálů, které se velice dobře osvědčily pro kultivaci mnoha typů buněk (kmenové, diferenciované – fibroblasty, osteoblasty, hepatocyty, endotelové buňky apod.). Tvar a vlastnosti 3D nanovlákenných struktur je možné designovat podle požadavků zákazníka. Koaxiální nanovlákna, která mají strukturu jádro/plášť, se připravují metodou koaxiálního elektrostatického zvlákňování. Této techniky lze využít k inkorporaci aktivních látek, např. anestetik, antibiotik, imunosupresiv, přírodních látek, růstových faktorů apod. Aktivní látky mohou být do jádra koaxiálního nanovlákna včleněny v mnohem vyšší koncentraci, než je tomu v případě klasických nanovláken. Další výhodou koaxiálního elektrostatického zvlákňování je použití této technologie ke zvláknění materiálů, které je složité nebo nemožné zvláknit klasickým způsobem elektrostatického zvlákňování. Škála aplikací se postupně rozšiřuje. Např. v dermatologii na kožní kryty, v chirurgii pro funkcionalizované síťky, v kosmetice se uplatňují koaxiální nanovlákna aditovaná aktivními látkami. Slibné vyhlídky mají drug deliveries (imobilizace nanočástic, řízené uvolňování aktivních látek). Nanovlákenné struktury z různých typů polymerních materiálů se hojně využívají pro experimentální účely. Vědci i lékaři očekávají rychlý progres zejména ve sféře tkáňového inženýrství. Aktivní kooperace nanonotechnologů V poslední době bylo vynaloženo značné úsilí na to, jak za využití znalostí v oblasti nanověd a různých nanotechnologií získat nanomateriály s určenou strukturou a funkčností. Nanostrukturované a nanokompozitní materiály se využívají v mnoha stávajících i nově se rozvíjejících technologiích. Vědci i manažeři v průmyslu se přitom neobejdou bez nové generace elektronových mikroskopů. TESCAN patří mezi jejich přední světové výrobce. Hlavní předměty činnosti této společnosti tvoří výzkum, vývoj a výroba laboratorní přístrojové techniky se zaměřením na rastrovací elektronové mikroskopy (SEM), na sestavy a přídavná zařízení pro SEM, pro digitální zpracování obrazu z optických zařízení, vývoj a výroba vakuových komor na zakázku, detekční systémy či vývoj hardwaru a softwaru pro měřicí zařízení. Distribuční síť pokrývá prakticky celý svět. Kvalita produktů TESCAN je prověřena téměř 2 000 instalovanými zařízeními ve více než 77 zemích světa. Značná pozornost je vzhledem k jejich zvláštním funkčním vlastnostem věnována především nanokompozitům skládajícím se z kovových nanočástic vsazených do polymerové matrice. Tenké polymerové vrstvy kovových/ plazmových nanokompozit byly připraveny současnou depozicí kovových klastrů a polymerizací plazmy ze směsi Ar + n-Hexan. K vyhodnocení morfologie a struktury těchto vrstev byl využit mikroskop MIRA3 FE-SEM vybavený STEM detektorem a softwarovým modulem Particles pro vyhodnocení a klasifikaci klastrů. Výzkum nanomateriálů na bázi uhlíku odhalil novou formu uhlíku s obrovským potenciálem – uhlíkové nanotrubice (carbon nanotubes, CNTs). Vzhledem ke svým jedinečným vlastnostem jsou využitelné v široké škále technologických aplikací. Pro další rozvoj uhlíkových nanotrubic v oblasti vědy a průmyslu je nezbytná charakteristika jejich základních vlastností. Při odhalování vlastností uhlíkových nanotrubic byly pozorovány jejich základní charakteristiky pomocí mikroskopu MIRA3 vybaveného detektorem In-Beam a STEM detektorem. Společnosti TESCAN a WITec v rámci projektu UnivSEM vyvinuly mikroskop RISE. UnivSEM je financován z prostředků VII. rámcového programu EU (7RP/2007–2013). Podílejí se na něm firmy, univerzity a výzkumné ústavy z ČR, Německa a Švýcarska. Tento projekt EU podporuje rozvoj analytických nástrojů pro skenovací elektronové mikroskopy. Unikátní korelativní mikroskopická technologie RISE, která kombinuje konfokální Ramanovu zobrazovací techniku a rastrovací elektronovou mikroskopii (Raman Imaging and Scanning Electron Microscopy) v jediném integrovaném systému, získala prestižní ocenění Photonics Prism Award 2015 v rámci konference SPIE Photonics West v americkém San Franciscu. /KAR/