Lijepog li kemijskog pokusa moje mladosti! Prvo sam spalio listić od čistog, 24-karatnog zlata u kloru, a potom dobiveni zlatov(III) klorid, AuCl₃, otopio u vodi. Otopini sam zatim dodao reduktivno sredstvo (ne sjećam se više koje) i od otopine zlatne soli nastala je koloidna otopina zlata – sitne čestice Au raspršene u H₂O. O koncentraciji reaktanata ovisila je boja koloidne otopine. Kako? Što su koncentracije manje i čestice su manje. Boja pak ovisi o veličini čestica, jer tu je riječ je o disperznoj boji, kemičarima (i drugim prirodoslovcima) dobro poznatoj pojavi.  Zbog te se pojave živin(II) oksid, HgO, pojavljuje u dvije modifikacije, u žutoj (ako se dobiva taloženjem iz otopine) i crvenoj (ako se dobiva oksidacijom žive na zraku), a disperzne boje pridonose i ljepoti paunova repa.

No tu se ne radi samo o jednoj lijepoj igri bojama i još ljepšem kemijskom pokusu. O koloidu zlata saznao sam iz jedne stare knjige u kojoj je pisalo kako se on koristi u dijagnostici. Ako se naime tekućina iz leđne moždine (likvor) pomiješa s koloidnom otopinom zlata, ona će promijeniti boju zbog vezivanja proteina (a moguće i drugih molekula) za čestice. No – tu je srž metode – drugačiju će boju davati likvor bolesnog od likvora zdravog pacijenta jer se oni, razumije se, razlikuju po sastavu.

I evo te stare, prastare, a nadasve primitivne metode (jer ništa ne kaže o tome koje se i kakve molekule vežu za čestice zlata) u novom, nanotehnološkom ruhu. „Self-assembled 1D nanostructures for direct nanoscale detection and biosensing“ naslov je rada kineskih znanstvenika objavljenog u časopisu Matter. Umjesto zlatom, oni su se poslužili jeftinijim materijalom, naime polistirenom (PS) – no pri veličini čestica od 180 do 400 nm, kakvima su se služili, cijena materijala zaista se može zanemariti (zlato u čestici od 400 nm stoji samo 0,000.000.0036 centi). 

Metoda je vrlo jednostavna. Prvo se priredi suspenzija polistirena u vodi, a potom se istoči u cjevčice tako tanke da kroz njih može proći samo jedna čestica. Čestice u cjevčici potom se povežu te postave na ravnu staklenu podlogu. Tako nastaje niska od (nano)kuglica polistirena koja se može vidjeti mikroskopom.

Na kuglicama se raspršuje svjetlost, pa polistirenska niska ima svoju disperznu boju. Boja joj se mijenja ako se za nju nešto veže. Može se dakako vezati bilo što, ali su se autori odlučili na antitijelo za protein šiljka (spike protein) svima nam po zlu glasu poznatog virusa SAR-CoV-2. Za antitijelo se može dakako vezati i sama virusna čestica, uslijed čega nanokuglica u nanoniski opet mijenja boju. Za razliku od medicinskog biokemičara koji se mogao uzdati samo u svoju sposobnost uočavanja promjene boje koloidnog zlata, moderni se biokemičar služi spektrometrom, pa iz spektra svjetlosti koja se raspršuje na česticama može vidjeti je li se za nanočesticu vezao virus.

Spektrometar je samo pomoćno sredstvo. Najvažnije u novoj metodi je da se može snimiti zasebni spektar za svaku česticu i iz njega vidjeti je li se za nju vezao virus. Za to čak nije potrebno imati mikroskop. Čestice su dovoljno velike da se mogu snimiti mobitelom!

Postupak detekcije virusa je brz, jer treba samo 10 minuta da se virusi vežu za čestice. Za analizu treba uzeti tek 4 kapi (0,2 mL) uzorka koji sadrži ne više od 100 virusnih čestica (pfu) po mililitru, a to znači da je moguće postaviti dijagnozu ako se u uzroku nalazi samo 20 mikroba.

No to je samo početak, prva primjena nove metode. Autori rečenog članka napravili su test i za druge viruse, kao što su adenovirus i virus EB. Kako se za jednu nanočesticu može vezati više virusnih čestica, moguće je iz spektara odrediti koncentraciju virusa, jer boja nanočestice ovisi i o broju za nju vezanih mikroba.

Sve u svemu evo nove analitičke metode kojom će biti moguće detektirati ne samo viruse nego i druge sastojke. Sve što treba je postići specifično vezivanje tvari da bi joj se prisutnost mogla otkriti već iz promjene boje samo jedne nanokuglice u manje od tisućinke milimetra debeloj niski. I, dakako, uz uvjet da vezivanje bitno povećava veličinu nanokuglice – iz čega slijedi da će nova analitička metoda poslužiti ponajviše za detektiranje nanočestica, kako (nano)čestica virusa, tako i mnogih drugih.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 15 znanstveno-popularnih knjiga, među kojima je i "Virusi i ljudi" te upravo izašla knjiga "Kemičar u kući".