Vědci z Farmaceutické fakulty MU se už roky podílejí na vývoji přesnější detekce bojových chemických látek. Teď vyvinuli nový systém, maximálně aktuální, o čemž svědčí současná geopolitická situace….

Čpavek, chlor nebo sarin jsou látky zakázané Ženevskými úmluvami, přesto zabíjely před několika lety při ozbrojeném konfliktu v Sýrii. A možná zabíjely i na Ukrajině, kde je mělo Rusko nasadit/použít na obránce Mariupolu.

O to aktuálnější se jeví nový typ detekčních trubiček bojových toxických látek, za jejichž vývojem stojí česká společnost Oritest spolu s farmaceuty z Masarykovy univerzity v Brně – jmenovitě pak PharmDr. Jiří Zeman, Ph.D., jenž za svůj výzkum získal cenu za inovační počiny MUNI Innovation Award.

Nejdřív se zeptám na důsledky… Trubičky dokážou rozpoznat látky jako fosgen, soman, sarin, tabun, látku VX a mnohé další. Co které umí v lidském organismu napáchat?

Fosgen se řadí mezi dusivé bojové chemické látky a jako takový cílí primárně na plíce, v nichž poškozuje buňky, což vede ke vzniku plicního edému. Ten pak často stojí za úmrtím zasažených jedinců zadušením.

Mimo to dráždí i kůži a sliznici očí. Jako chemická zbraň byl používán zejména během 1. světové války.

Nerově paralytické látky, jako jsou soman, sarin, tabun, VX, mohou sice též vést ke smrti zadušením, ale jiným způsobem než fosgen. Jedná se o takzvané ireverzibilní inhibitory acetylcholinesterázy, což je enzym rozkládající v lidském těle neurotransmiter acetylcholin.

Tyto látky zablokují tento enzym, což vede k hromadění acetylcholinu v synaptických štěrbinách. To má za následek celou řadu fyziologických projevů, z nichž nejzávažnějším je nervosvalová paralýza, při které dochází ke stažení svalů v celém těle, a to včetně svalů dýchacích, což může vést až k smrti udušení.

Proto je důležitá rychlá detekce těchto látek, aby byly zasaženým jedincům podána co nejdříve vhodná antidota (anticholinergika a oximy) a látky tlumící křeče (např. diazepam).

Strašná svinstva. A teď k vývoji detekčního systému. Konstrukce trubiček, detekční činidla a další jsou plně v režii firmy Oritest, vy vědci z MU jste se na vývoji podíleli zejména jen z hlediska jedné jejich části, a to nosičů. Jak by se systém dal popsat?.

Jeden z typů námi již dříve vyvinutých pelet se v současnosti například používá v detekční trubičce DT-11 z portfolia firmy Oritest (obr. 3), která slouží k detekci nervově paralytických látek (např. sarin, soman, tabun, VX).

Jedná se o skleněnou trubičku o průměru zhruba 0,5 cm, která je na obou koncích zatavená. Tři červené pruhy značí typ detekční trubičky a zároveň její horní konec. Existuje totiž celá řada detekčních trubiček a každá slouží k detekci jiné či jiných látek.

Pak tam jsou dvě ampulky s pufry…

Ty slouží k navlhčení indikační a srovnávací vrstvy a zároveň k přenosu detekčních činidel a dalších látek ze srovnávací vrstvy na vrstvu indikační. Právě indikační vrstva se skládá z nosičů ve formě pelet vyvinutých na ÚFT FaF MU, které mají na sobě vázaný enzym cholinesterázu (buď butyrylcholinesterázu, acetylcholinesterázu nebo jejich kombinaci).

V případě potřeby stačí odlomit oba zatavené konce trubičky, v příslušeném pořadí rozbít ampulky s pufry, prosát skrz trubičku analyzovaný vzduch (pomocí ruční pumpy nebo chemického průkazníku – v něm může být naráz testováno až 5 trubiček zaměřených na různé toxické látky) a následně zrakem vyhodnotit případný vznik zbarvení na indikační vrstvě pelet, která má původní barvu bílou.

A když jsou v ovzduší přítomny nervově paralytické látky…?

…Tak se barva na peletách nezmění (zůstanou bílé). Pokud však v ovzduší nejsou přítomny, dojde během několika sekund ke vzniku viditelného žlutého zbarvení, a pelety tedy budou zbarveny podobně jako žlutá srovnávací vrstva drceného skla.

To už běží a funguje, co ten nový/jiný typ nosičů?

Opět je ve formě pelet, které ale už nevyužívají k detekci enzym, nýbrž detekční činidlo o-fenylendiamin-pyronin (PY-OPD), a které by měly sloužit k detekci fosgenu a difosgenu, což jsou dusivé bojové chemické látky.

Původně bílé pelety jsou po nanesení činidla na jejich povrch zbarveny do žluto-oranžové barvy. Následně se pelety při kontaktu s fosgenem nebo difosgenem v ovzduší zbarví do tmavě fialové barvy (obr. 4).

Zároveň také poskytují červenou fluorescenci pod UV světlem, což ještě více zvyšuje citlivost detekce oproti současné detekční trubičce DT-12 pro detekci fosgenu a dalších látek, která jako nosič detekčních činidel využívá silikagel.

Protože se jedná o poměrně nový typ pelet, tak v současnosti ještě není prozatím obsažen v žádné komerčně dostupné detekční trubičce.

Celý rozhovor si můžete přečíst v časopise 21. STOLETÍ 9/2022