Mladý vedec pomáha ľuďom pri zdraví, jedle aj športe

Elektrochemická analýza možno mnohým ľuďom nič nehovorí, no má veľmi široké využitie. Niektorí ľudia, napríklad diabetici, ju využívajú dennodenne. Na zlepšovaní elektrochemickej analýzy a rozširovaní jej využitia pracuje aj Ľubomír Švorc, ktorý nedávno za dosiahnuté vedecké výsledky dostal prestížne ocenenie Mladý vedec roka 2014.

Stopová analýza je časť analytickej chémie, ktorá sa zaoberá zisťovaním obsahu konkrétnych látok v určitých substanciách, ako je napríklad krv, moč, voda, vzduch či pôda. Pomocou stopovej analýzy sa dá zisťovať obsah rôznych látok v potravinách alebo nápojoch. Stopová zložka je pritom taká, ktorej obsah je menší ako tisícina gramu.

Existujú však aj metódy, ktoré vedia zistiť prítomnosť danej látky až v mikro-, nano- či dokonca pikogramoch. Tie najpresnejšie metódy idú až do femtogramov, teda 10 na mínus osemnástu, čo sa využíva napríklad pri dopingových testoch.

Stopová analýza pracuje s rôznymi metódami. „Podľa môjho odhadu asi z 80 percent sa využívajú chromatografické metódy,“ hovorí Švorc, ktorý však pracuje s inou metódou, a teda elektrochemickou analýzou. „Využívame schopnosť látky oxidovať sa alebo redukovať. Takto vieme zistiť, o akú látku ide a jej koncentráciu. Na svete existuje okolo 15 miliónov látok, no len tri percentá z nich sú elektrochemicky aktívne. Preto sa naša metóda dá využiť na analýzu len niektorých látok.“

Pesticídov v jablkách na trhovisku bolo priveľa

Táto metóda má však svoje nezanedbateľné výhody. Chromatografickou metódou sa síce dá zistiť prítomnosť väčšieho spektra látok, no samotná analýza je podstatne komplikovanejšia a tým aj drahšia. Elektrochemickou analýzou sa napríklad dajú nájsť stopy po ťažkých kovoch, ako je kadmium alebo olovo, čo sa využíva pri testovaní kvality vody.

„Napríklad sme testovali obsah pesticídov v jablkách z nemenovaného obchodu na Miletičovej ulici. Zistili sme, že obsah pesticídov v nich niekoľkonásobne prekračuje povolenú hranicu,“ ilustruje Švorc uplatnenie elektrochemickej analýzy v potravinárstve.

Foto: Robert Hüttner, Pravda

trhovisko, trh V jablkách z jedného z obchodoch zo známeho bratislavského trhoviska prístroj nameral viac pesticídov, ako je povolené.

Ďalšou výhodou elektrochemickej analýzy oproti konkurenčnej chromatografickej a optickej analýze je rýchlosť získania výsledkov. „My si vystačíme s jedným kufríkom. Samotné zariadenie, ktoré na analýzu používame, má veľkosť cigaretovej škatuľky. Napojím ju na prenosný počítač a hneď na mieste mám výsledky a viem povedať, aký je obsah napríklad ťažkých kovov v danej vzorke.

Celá analýza trvá len niekoľko minút a niekedy len niekoľko sekúnd. Nikdy nečakáme na výsledky trištvrte hodiny, ako je to pri chromatografickej analýze.“ Výhodou je aj to, že danú vzorku netreba pred analýzou nijako komplikovane upravovať.

Analýzy vedca pomôžu aj diabetikom

Sám Švorc pracuje na zlepšovaní elektrochemických metód, ktoré sú veľmi populárne najmä vďaka cene. „Nie je žiadne tajomstvo, že tento malý prístroj na analyzovanie vzoriek stojí len okolo dvetisíc eur. Prístroj na chromatografiu stojí aj milión eur. Na našom prístroji sa pritom nemá čo pokaziť. Mám tu jeden gombík vypnúť/zapnúť, a to je všetko. Je to, povedal by som, priam blbovzdorné.“

„Snažíme sa, aby tá analýza bola čo najjednoduchšia. Keby som vám teraz ukázal, ako tento prístroj obsluhovať, tak už zajtra môžte ísť merať. Alebo už aj dnes. A to je to, čo ľudia potrebujú. Napríklad glukózový biosenzor, ktorý využívajú diabetici. To je tiež elektrochemická analýza.

Foto: Ľuboš Pilc, Pravda

diabetici, cukor, test Úspešný vedec sa svojím výskumom snaží pomôcť aj diabetikom pri meraní obsahu cukru v krvi.

Ľudí nezaujíma, ako funguje, len im prístroj ukáže napríklad číslo 5. Nevedia, čo to číslo presne znamená, že je to 5 milimólov na liter. Ľudia len vedia, že 5 je ešte dobre a 6 je už príliš vysoké a podľa toho si aplikujú inzulín.“

Koľko z lieku pomôže a koľko sa vylúči

Mladý vedec napríklad pracuje na stanovení obsahu liečiv v moči. „Keď užijete nejaký liek, tak v organizme sa vám premieňa. To, čo sa nepremení, ide z tela von. Tak sa dá určiť, či človek neužíva toho liečiva zbytočne veľa a či mu netreba znížiť dávky.“

V rámci výskumu už stihol publikovať okolo sedemdesiat prác a veľa ich má v príprave. Najviac hrdý je na publikáciu, ktorá ešte nebola vydaná, no mala by vyjsť v prestížnom žurnále od American Chemical Society. „Minulý rok som absolvoval dvojmesačnú stáž na Európskej univerzite v Bochume. Venoval som sa tam vývoju DNA biosenzora, ktorý hľadá látky, ktoré by mohli ničiť DNA.“

Elektrochemickou analýzou by sa teda dalo zistiť aj poškodenie DNA, čo by mohlo nájsť široké uplatnenie v medicíne a pri vývoji nových liekov. Napríklad cytostatiká sa používajú pri chemoterapii. Síce pomáhajú v boji proti rakovine, ale majú aj nežiaduce vedľajšie účinky.

Elektrochemická analýza by sa teda dala využiť pri vývoji nových cytostatík, ktoré sú voči zdravým bunkám ohľaduplnejšie a samotná liečba má pre pacienta prijateľnejší priebeh.

Študenti boli v minulosti podstatne kvalitnejší

Popri výskume sa Švorc venuje aj pedagogickej činnosti. Na Fakulte chemickej a potravinárskej technológie Slovenskej technickej univerzity učí. „Niekedy je to trochu na príťaž, lebo to ukrajuje z času, ktorý by som mohol venovať výskumu. Keby som sa však chcel venovať len výskumu, tak by som bol asi na Slovenskej akadémii vied.

No túto školu som vyštudoval, tak jej to chcem nejakým spôsobom aj vrátiť,“ hovorí Švorc, ktorému sa tento rok v apríli podarilo získať už aj docentúru.

Foto: Robert Hüttner, Pravda

Švorc, Šajgalík, vedec roka Ľubomír Švorc (vľavo) si preberá ocenenie Mladý vedec roka 2014 od predsedu Slovenskej akadémie vied Pavla Šajgalíka.

Pedagógovia sa často sťažujú, že kvalita študentov každým rokom klesá. Bohužiaľ, potvrdzuje to aj Švorc.

„Učím už deviaty rok. Napríklad na laboratórnych cvičeniach vidím, že študenti sú nepripravení. Ale teraz to už ani nie je len o nepripravenosti. Často im chýbajú elementárne znalosti. Zdá sa mi preto, že chyba je asi v celom vzdelávacom procese od základnej školy.

Okrem toho sú drzí. Ja nie som nejaký starý pán profesor a tak sa snažím so študentmi vychádzať. Snažím sa k nim správať čo najlepšie, občas aj zavtipkovať. Keď nechcem, aby mi na prednáške zaspávali, tak sa im snažím každých pätnásť minút dávkovať nejakú zaujímavosť.“

Okrem talentu treba aj dobrých pedagógov

Švorc na škole učí analytickú chémiu poslucháčov druhého a tretieho ročníka. „To sú už študenti, ktorí prešli nejakou selekciou. Veľa študentov totiž vypadne už počas prvého ročníka. Pritom cieľom je tu študentov udržať.“ Najlepších študentov sa snaží pri chémii a elektrochemickej analýze udržať. Zaujímavosťou je, že z najšikovnejší študenti sú z 99 percent ženy.

Sám Švorc, pôvodom zo Serede, sa chémii venuje už od základnej školy. „Otec je chemik. Venoval sa spektroskopii (fyzikálna metóda zaoberajúca sa vznikom a vlastnosťami spektra svetla, poz. red.). Asi tam teda nejaký vplyv z jeho strany bol. Chémia ma však vždy bavila. Už na základnej škole som sa prihlasoval na chemické olympiády. Pokračoval som na gymnáziu, kde sme mali veľmi prísneho učiteľa, no na druhej strane nás toho veľa naučil. A pri chémii som už ostal,“ uzatvára Švorc.

Foto: Ľuboš Pilc, Pravda

prístroj Malý prístroj na analyzovanie vzoriek je relatívne lacný. Stojí okolo dvetisíc eur.