Padouch nebo hrdina? Elektronový mikroskop v roli detektiva

Brno se sice nemůže svou velikostí srovnávat s jinými evropskými metropolemi, ale kdybyste ho umístili na mapu světové mikroskopie, zjistíte, že snese srovnání s přitažlivostí příslovečné Mekky. Brno je totiž velmocí elektronové mikroskopie a významnou roli v tomto oboru hraje také vědecké centrum CEITEC. Brněnské Dny elektronové mikroskopie jsou pro CEITEC příležitostí otevřít dveře veřejnosti a zapojit se do programu přednáškami, exkurzemi i ukázkami nejmodernějších technologií, které se v centru využívají pro studium materiálů i živých buněk až na úroveň nanometrů.

Brno: Město mikroskopů a inovací

Brno se za posledních sto let stalo centrem elektronové mikroskopie. Dnes je v regionu soustředěna přibližně jedna třetina světové produkce elektronových mikroskopů a zdejší vědci a inženýři patří k absolutní špičce v oboru. Kromě průmyslových gigantů, jako jsou Thermo Fisher Scientific nebo TESCAN, zde působí i řada vědeckých institucí, mezi nimiž vyniká i CEITEC.

CEITEC jako centrum excelence

CEITEC poskytuje jedinečné zázemí pro pokročilý výzkum v oblasti elektronové mikroskopie. Ve svých laboratořích disponuje nejmodernějšími přístroji, které umožňují studovat struktury s rozlišením až na úroveň jednotlivých atomů. Zároveň se zde vědci věnují metodologickým inovacím, které posouvají možnosti zobrazování ještě dále.

Jednou z klíčových metod výzkumu na CEITEC je kombinace kryo-elektronové mikroskopie a korelativních technik, které umožňují detailně studovat biologické vzorky při zachování jejich přirozeného stavu. Tato metoda je klíčová pro studium biomolekulárních komplexů a jejich rolí v různých onemocněních, jako je například rakovina nebo neurodegenerativní choroby.

S pomocí elektronových mikroskopů vědci a vědkyně na CEITEC řeší záhady buněčného stresu, odhalují, jak viry pronikají do buněk, nebo pomáhají vyřešit rezistenci na antibiotika. Mikroskopy také umožňují zobrazit strukturu materiálů až na úroveň atomů, zjistit či upravit jejich chemické složení, nebo do nich také pomocí elektronové litografie „vyrýt“ vzory – technika, která se používá k výrobě nejmodernějších čipů.

Vědecké spolupráce a aplikace

CEITEC spolupracuje s průmyslovými partnery i akademickými institucemi z celého světa. Díky špičkové infrastruktuře a expertům v oblasti zobrazovacích technologií je důležitým partnerem pro materiálový výzkum, nanotechnologie i biomedicínu. Například v oblasti nových nanomateriálů se zde vyvíjejí revoluční přístupy k diagnostice a léčbě onemocnění. Významné je také zapojení CEITEC do výzkumu v oblasti polovodičů a jeho aktivita v plánovaném národním centru pro polovodiče a čipy, jehož činnost bude letos zahájena.

A spolupráce je hnací silou i uvnitř brněnského regionu – místní hráči na poli elektronové mikroskopie spojili síly a vytvořili platformu, která pracuje na tom, aby Brno bylo to první, co každému ve světě vytane na mysli, když se řekne „elektronová mikroskopie“. Brno mikroskopií žije, což je nejvíc vidět právě na jaře, kdy se po městě vyrojí upoutávky na Dny elektronové mikroskopie.

Dny elektronové mikroskopie na CEITEC

Během Dnů elektronové mikroskopie se široká veřejnost může seznámit s tím, jak mikroskopie ovlivňuje vědecký pokrok. Výrobci elektronových mikroskopů a vědecké instituce lákají v jednom týdnu malé i velké zájemce do svých prostor, kde pro ně mají přichystaný program popularizující inovace a objevy z mikrosvěta.

CEITEC jako každý rok nabízí exkurze do laboratorních prostor, kde budou odborníci demonstrovat praktické využití elektronové mikroskopie ve výzkumu. Návštěvníci si budou moci poslechnout přednášky o aktuálních trendech v oboru a diskutovat s výzkumníky, kteří se podílejí na nejnovějších vědeckých objevech, nebo si rozšířit poznání o zákonech fyziky či se podívat, jak světlo interaguje s hmotou.

Na CEITEC Vysokého učení technického v Brně (VUT) v Technologickém parku si zájemci například prohlédnou, jak vypadají materiály pod mikroskopem – objeví fascinující struktury kolagenové pěny nebo náhrady chrupavek a zjistí dokonce, jak vypadají nanočástice! A pokud zamíří na CEITEC Masarykovy univerzity v bohunickém univerzitním kampusu, můžou narazit na čtyřmetrového obra – elektronový mikroskop Titan Krios, kterým vědci zkoumají struktury třeba virů, jejichž 3D modely si návštěvníci CEITEC budou moci vzít do ruky.

Právě obě vědecká centra umožní lidem během Dnů elektronové mikroskopie nahlédnout do světa mikroskopických „padouchů“ i "hrdinů". A přestože snímky z elektronového mikroskopu jsou původně černobílé, mikroskopický svět hrdinů a padouchů tak jednoduchý není. Padouchy tak mohou být například patogeny, které způsobují nemoci, a hrdiny zase prospěšné mikroorganismy či nové biomateriály s léčebným potenciálem, ale třeba fyzikální pokusy na CEITEC VUT vám představí elektrony v obou rolích.

Budoucnost mikroskopie v CEITEC

S rostoucími požadavky na detailní analýzu materiálů i živých buněk se CEITEC neustále rozvíjí a rozšiřuje své možnosti. Další vývoj bude pravděpodobně směřovat k větší automatizaci a kombinaci elektronové mikroskopie s umělou inteligencí, což otevře další možnosti pro rychlejší a přesnější analýzy. Brno si tak i nadále udrží svůj status světového centra elektronové mikroskopie a CEITEC bude hrát klíčovou roli v jeho dalším směřování.

Ve fotogalerii najdete snímky materiálů a mikroorganismů tak, jak je vidí naši vědci pod elektronovým mikroskopem.

Zdroj: CEITEC, autorka: Halina Jílková

Témata

Související články:
Miroslav Kolíbal získal medaili za nadstavbu elektronového mikroskopu
Do Brna se sjely světové špičky v oblasti nanotechnologií. CEITEC hostil konferenci ICN+T
Na CEITEC VUT vznikla výzkumná skupina věnující se epitaxním materiálům a nanostrukturám. Povede ji rakouský výzkumník Hermann Detz
Metoda LIBS umí rychle odhalit změny složení materiálu. Odborníci z CEITEC VUT budou zkoumat její možné využití při diagnostice rakoviny
Je užitečné vystoupit ze své bubliny, myslí si Ph.D. studentka z Indie