Nový mikroskopický postup otevírá cestu k šetrnějším hnojivům i biomateriálům

Hydrogely patří mezi materiály s obrovským potenciálem – od medicíny po zemědělství. Detailní studium ale dosud brzdil zásadní problém: při přípravě vzorků pro elektronovou mikroskopii se jejich jemná struktura snadno poškodila. Vědcům z Ústavu přístrojové techniky AV ČR se nyní podařilo ve spolupráci s Fakultou chemickou VUT v Brně vyvinout postup, který umožňuje zachovat přirozený vzhled hydrogelů i bakterií uvnitř, a otevřít tak cestu k jejich cílenému využití v praxi.

Hydrogely jsou měkké látky s vysokým obsahem vody a širokým uplatněním. Využívají se například při výrobě kontaktních čoček, ve farmaceutickém průmyslu jako nosiče léčiv či v medicíně v podobě speciálních obvazů podporujících hojení ran. V zemědělství se zkoumají jako prostředek pro udržení vlhkosti v půdě i jako „nosiče“ mikroorganismů, které napomáhají růstu rostlin.

Nová metodika bez poškození vzorku

Detailní zobrazení hydrogelů dosud komplikovala jejich křehká vnitřní stavba, která se při přípravě pro mikroskopii snadno narušovala. Tým Mikroskopie pro biomedicínu z Ústavu přístrojové techniky AV ČR (ÚPT AV ČR) ale vyvinul postup, jenž hydrogely stabilizuje a umožňuje pozorování jejich přirozeného vzhledu.

„Vyvinuli jsme metodiku, která otevírá cestu k podrobnému studiu hydrogelů. Díky tomu mohou vědci lépe porozumět jejich struktuře a využít je cíleně v praxi od biomedicíny až po zemědělství,“ vysvětluje hlavní autorka publikace Kateřina Mrázová z ÚPT AV ČR.

Cesta k ekologičtějšímu zemědělství

Výzkum je součástí projektu Grantové agentury ČR zaměřeného na vývoj nové generace gelových nosičů bakterií pro zemědělské aplikace. Klíčovou roli zde hraje bakterie Azotobacter vinelandii, která přirozeně produkuje biopolymer alginát. Ten po sesíťování vytváří hydrogel, v němž mohou bakterie přežívat. Takto zapouzdřené buňky představují perspektivní základ pro vývoj bioinokulantů – přípravků, jež zlepšují úrodnost půdy a částečně nahrazují syntetická hnojiva.

„Originální zobrazovací přístup, vyvinutý v ÚPT AV ČR a publikovaný v prestižním časopise Carbohydrate Polymers, nám doslova otevírá oči pro detailní vhled do vnitřní struktury hydrogelových materiálů. Věřím, že tato metoda významně urychlí cestu nových gelových inokulantů do zemědělské praxe,“ doplňuje hlavní řešitel projektu Petr Sedláček z Fakulty chemické VUT v Brně.

Společenský přínos výzkumu

• Ekologičtější zemědělství: menší závislost na chemii, zdravější půda.
• Zdravotní inovace: nové obvazy podporující hojení, cílené dodávání léčiv, moderní biomateriály.
• Podpora udržitelnosti: využití přírodních polymerů a mikroorganismů místo syntetik.
• Kvalitnější život: pokročilé materiály v medicíně i potravinářství.

Odkaz na publikaci: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.124239

Více informací:

Ing. Kateřina Mrázová                                                                                                                     
Ústav přístrojové techniky AV ČR
mrazova@isibrno.cz

Přečtěte si také

• Na severním Plzeňsku Keltové leccos poztráceli, ukazuje výstava
• Český systém finanční podpory vysokoškoláků: slabý, děravý, zastaralý
• Do Festivalu vědy & techniky se zapojí také 13 pracovišť Akademie věd ČR
• Zoo Praha a Akademie věd ČR spojují síly k záchraně ohrožených savců
• Třetina české veřejnosti vnímá filozofii pozitivně, ukazuje unikátní výzkum
• Česká data a výpočty pomohly k nalezení meteoritů ze 24. července v Polsku
• Nová studie přináší zásadní poznatky o vývoji krvetvorby u novorozených dětí
• Na Festivalu vědy & techniky v Brně budou matadoři i nováčci z Akademie věd
• Poklad z české přírody. Užovka stromová překvapila genetickou bohatostí
• Vědci popsali nové „písmeno“ v tubulinovém kódu, důležité pro vývoj neuronů