Do stratosféry k lepšímu pochopení a využití kvantových teček v biosenzorech

Vypuštění experimentální stratosférické balónové platformy v rámci sítě STRATO–NANOBIO LAB

Půjde již o sedmý společný stratosférický let a celkem patnáctý let realizovaný SOSA. Na palubě stratosférické platformy budou umístěny nejen jedinečné bio/nanotechnologické experimenty, ale budou také testovány nové technické subsystémy modernizované základní stratosférické platformy JULO.

Spolupracující a kooperující síť STRATO–NANOBIO LAB se orientuje na vybudování a využívání stratosférické a pozemní výzkumné a vzdělávací infrastruktury mezi Laboratoří metalomiky a nanotechnologií (ČR) Mendelovy univerzity v Brně, Slovenskou organizací pro vesmírné aktivity (SR) a Hvězdárnou Valašské Meziříčí, p. o. (ČR).

Start se uskuteční v sobotu 2. května 2015 v brzkých ranních hodinách z letiště Spišská Nová Ves. Stratosférický balón ponese zbrusu novou přístrojovou a experimentální platformu. Návrh experimentální platformy včetně důkladně připravených experimentů vzešel z návrhu brněnského studenta Jana Zítky a jeho týmu. Přístrojová platforma zase ponese několik nových či výrazně modernizovaných technických a komunikačních systémů, které byly navrženy a vyvinuty studentem Žilinské univerzity Ing. Ondrejom Závodským. Oba tyto návrhy byly podány v rámci soutěže „Hledáme nové výzkumné talenty“ projektu SPOLEČNĚ PRO VÝZKUM, ROZVOJ A INOVACE a byly vybrány k realizaci.

Ing. Závodský uspěl v soutěži s návrhem „Inovačné subsystémy pre platformu JULO“. O co vlastně jde, jsme se zeptali přímo tohoto studenta doktorského studia: „Jedná sa o súbor inovovaných subsystémov, integrovateľných do platformy JULO“, vysvětluje Ondrej Závodsky a dodává, o jaké systémy se jedná. „Prvý je modul obojsmerného prenosu dát, ďalej systém pre prenos obrazových dát, novy lokačný systém GPS a blok riadiacej elektroniky pre experimentálnu časť, ktorý bude vyvíjaný v spolupráci s návrhom experimentálne platformy.“

Experimentální platforma obsahuje experimentální zařízení s velmi zajímavými experimenty, které jsou navázány na další experimenty a měření nejen na zemi. Autor experimentu s názvem Multi-Analysys of Damage DNA (soubor analýz poškození DNA) Jan Zítka z VUT Brno a Mendelovy univerzity v Brně jej představuje takto: „Experiment bude vyhodnocovat poškození DNA na základě nových biochemických poznatků, spektrální a fotometrickou metodou.“ K vysvětlení experimentálního a výzkumného záměru ještě dodává: „Vzorek obsahuje vhodnou molekulu pro pozorování škodlivých vlivů záření na člověku, jako je DNA. Ve spojení s kvantovými tečkami má vhodné parametry pro detekci míry poškození konvenčními metodami měření. V našem experimentu měříme míru změn pomocí fluorescence a absorbance.“

Na tento základní experiment jsou vázány další nezbytné experimenty a měření. V průběhu letu budou registrovány meteorologické údaje z celého profilu letu a bude snaha zajistit i data o koncentraci ozónu ve vrchních výškách atmosféry. Důležitou součástí letového experimentu je jeho pozemní segment. Jedná se o pozemní experimenty zaměřené na charakterizaci použitých kvantových teček a nesmíme zapomínat na podrobnou analýzu dat z fyzikálních senzorů sondy – především měření teploty a proudu/napětí na zařízeních.

Tento hlavní experiment doplňují ještě dva biologické experimenty, a to experiment na sledování efektu na změny v životnosti, mutacích, biochemických vlastnostech na lyofilizovaných bakteriálních kulturách pro vypuštění a efekty nepříznivých podmínek na biologické vlastnosti bakteriálního viru. Velmi významným cílem tohoto biologického experimentu je sledování virových částic.

Start bude probíhat z letiště ve Spišské Nové Vsi a na jeho přípravu po stránce vědecké, experimentální i technické bude dohlížet tým techniků a vědců z České republiky a Slovenské republiky. O projektu a samotném letu uvedl prof. René Kizek, vedoucí Laboratoře metalomiky a nanotechnologií a vedoucí celého projektu Společně pro výzkum, rozvoj a inovace a také vědecký garant odborného programu následující: „Naše spolupráce s českými a slovenskými pracovišti a odborníky v rámci Přeshraničního centra pro balónové a dálkově řízené robotické systémy STRATO–NANOBIO LAB je velmi přínosná a spojujeme vědecké, technické i vzdělávací know-how a tím získáváme lepší možnosti a také unikátní výsledky, které posouvají všechny strany k novým pohledům a náhledům na studovanou problematiku.“

O tom jak dopadne celý let a jednotlivé experimenty budeme vědět více v sobotu 2. května odpoledne a dalších dnech, kdy se budou výsledky intenzivně zpracovávat a připravovat pro další prezentace a především uveřejnění v odborných periodicích. Ze získaných experimentálních dat očekáváme, že ověřená technologie bude dále využitelná pro další více technicky náročné experimenty. Nanomateriály ve stratosféře tak otevírají zcela nové možnosti ve vývoji unikátních biosenzorů. Experimenty na živých organismech vystavených nepříznivým podmínkám (nízká teplota, tlak a vlhkost) napomáhají v pochopení nejzákladnější otázky, kterou si lidstvo klade, a to co je život a jak a za jakých podmínek může existovat. V experimentu očekáváme nové poznatky o virulentnosti jak bakteriálních buněk, tak virových částic.
Tento stratosférický testovací let a plánované vzdělávací aktivity v místě jsou realizovány v rámci Smlouvy o spolupráci a spolupracující a kooperující sítě orientované na vybudování a využívání stratosférické a pozemní výzkumné a vzdělávací infrastruktury STRATO–NANOBIO LAB. Vybudování této sítě bylo podpořeno projektem Společně pro výzkum, rozvoj a inovace spolufinancovaného z OP Přeshraniční spolupráce SR-ČR 2007-2013 Fondem mikroprojektů.

Tisková zpráva k letu stratosférického balónu SPVRI 01/2015 ve formátu pdf (692 kb).

Další informace o projektu Společně pro výzkum, rozvoj a inovace.

KONTAKTNÍ INFORMACE

Žadatel projektu
Mendelova univerzita v Brně
Laboratoř metalomiky a nanotechnologií
Zemědělská 1, 613 00 Brno
Česká republika
Telefon: +420 545 133 350
E-mail: rene.kizek@mendelu.cz

Přeshraniční partner projektu
Slovenská organizácia pre vesmírné aktivity
Tupolevova 5, 851 01 Bratislava
Slovenská republika
Telefon: +421 944 491 119
E-mail: jakub.kapus@sosa.sk

Partner projektu
Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o.
Vsetínská 78, 757 01 Valašské Meziříčí
Česká republika
Telefon: +420 571 611 928
E-mail: libor.lenza@astrovm.cz

Na úvodním snímku je záběr ze startu letu SDS 04 z roku 2014.

autor: Libor Lenža