Hírek

Világító molekulák a konyhában – egy felfedezés útja a közösségi tudományig

Egy Miskolci Egyetemhez kötődő kutatócsoport olyan intelligens, fluoreszcens molekulacsalád fejlesztésén dolgozik, amely forradalmasíthatja az orvostudományt és a környezetvédelmet. A nemzetközi szabadalmakkal védett felfedezés apropóján a kutatók elindítottak egy hétköznapi embereket megszólító közösségi tudományos projektet, a „Project I-CAN”-t, amely látványos otthoni kísérletekkel igyekszik közelebb vinni az érdeklődőkhöz a laboratóriumok titkait. 

  • AVK
  • Egyetem
  • Felvételi
  • Fenntarthatóság
  • Hallgatóknak
  • Kutatás
  • MEAPP
  • Tudomány
2026. október 06.

De mitől lesz intelligens egy anyag? Hogyan segíthet a rákgyógyításban vagy a környezeti károk elhárításában? És miként válhat a kémiatudomány hétköznapi otthoni játékká? Többek között erről beszélgettünk a „világító molekulák” felfedezésében részt vett kutatóval, dr. Nagy Miklóssal, a Miskolci Egyetem Kémiai Intézetének egyetemi tanárával, az I-CAN projekt szakmai vezetőjével.

Sokak számára bizonyára magyarázatra szorul, hogy miért nevezhető „intelligensnek” egy molekula?

A 21. századot az intelligens anyagok korának is nevezik. A korábban használt anyagok úgynevezett tömeganyagok voltak, amelyek egy célra voltak használhatók. Ma már viszont elvárás, hogy az anyagok multifunkcionálisak legyenek, és – akárcsak az élőlények – reagálni tudjanak a környezetük változásaira. Gondoljunk csak a kaméleonra: ha a környezetének a háttérszíne változik, alkalmazkodik hozzá. Vagy egy egyszerűbb, hétköznapi példa: a hőérzékeny bögre, amin megjelenik egy minta, ha forró kávét öntünk bele. A mi kutatásunk központi üzenete, hogy egy sikeres magyar példán keresztül sikerült megmutatnunk: a modern kémia képes olyan intelligens molekulákat tervezni, amelyek aktívan reagálnak a környezetükre. Hasonló elven működnek egyébként az űrtechnológiában vagy a sebészetben használt alakemlékező anyagok is.

26-10-05_nagy-miklós_ican-projekt (1)_WEB

Valahogy így működik az Önök által felfedezett molekulacsalád is?

Pontosan! A mi anyagunk is a külső ingerekre, egészen pontosan a fényre, főleg az ultraibolya (UV)-fényre válaszol. Ezeket az intelligens izocianidokat úgy érdemes elképzelni, mint parányi, molekuláris lámpásokat. Két nagyon fontos tulajdonságuk van: a fényük színe és az intenzitása. A kutatócsoportunk az utóbbi években úttörő, világviszonylatban is egyedülálló eredményeket ért el egy intelligens, izociano-aminonaftalin (ICAN) alapú vegyületcsalád kifejlesztésében. Képzeljen el egy olyan, bizonyos kémiai anyagok hatására a színüket megváltoztató, úgynevezett szolvatokróm vegyületcsaládot, ami úgy viselkedik, mint egy svájci bicska!

A molekula szerkezetének apró, de célzott finomhangolásával egy hihetetlenül sokrétű, gyönyörűen szabályozható eszközt hoztunk létre. Sőt, ezek a molekulák több „rekordot” is tartanak: a mieink a legkisebb molekulatömegű világító jelzőmolekulák a világon, amelyekkel higanyt, illetve a vegyiparban gyakran használt oldószereket, mint a bőrön keresztül felszívódó dimetil-szulfoxidot, a DMSO-t, vagy akár a szennyvízben károsanyagként előforduló xilolt lehet kimutatni.

Miért is lehet erre szükség?

A fluoreszcencia az anyagtudományok egyik leglátványosabb, és a laikusok számára is legkönnyebben elmagyarázható ága. A fluorofórok, vagyis ezek az apró, fluoreszcens molekulák – nevezhetjük őket „lámpásoknak” is – a környezetüktől függően változtatják a fényüket, ezzel pedig láthatóvá teszik a láthatatlan világot. Aki nézett már mikroszkópba, mondjuk biológia órán, és megnézett egy vékony hagymaszeletet, tudhatja, miről beszélek: festés nélkül szinte semmit sem látni, mert a hagymasejtek is átlátszóak. A mi „lámpásaink” viszont bejutnak a sejtbe, és „világító sejtfestékként” mutatják meg a belső működést. Ráadásul a fluoreszcens fény annyira érzékeny, hogy hihetetlenül kis mennyiségű festék is elegendő a vizsgálatokhoz. És nem csak biológiai, hanem környezeti változásokat is jeleznek: például azonnal megmutatják a nehézfém-szennyezést a vizeinkben, vagy éppen az emberi szervezetre káros aromás vegyületek jelenlétét.

Milyen területeken van jelentősége ezeknek a világító molekuláknak?

Világviszonylatban is egyedülálló, hogy a mi vegyületeink ennyi mindenre jók egyszerre. Az orvostudományban például a rákgyógyításban óriási potenciál van bennük. Már publikáltunk is egy alkalmazást, a fotodinamikus terápiát (PDT), aminek az a lényege, hogy a festékmolekulát egyenesen a rákos sejtbe juttatjuk, majd célzottan, fénnyel megvilágítjuk. A molekula a fény energiáját felhasználva oxigéngyököket hoz létre, amelyek belülről robbantják szét a daganatos sejtet.

De egyedülálló antifungális, azaz gombaölő hatásuk is van! Mivel a természetben alig fordulnak elő izocianid alapú molekulák, a gombák még nem alakítottak ki rezisztenciát ellenük, így a legmakacsabb fertőzéseket is gyógyíthatják a legyengült immunrendszerű betegeknél. Ez például egy újabb világjárványnál rengeteg ember életét mentheti meg.

Ugyanakkor kiválóak környezetvédelmi célokra, például higanymentesítésre is. A fosszilis tüzelőanyagok égetésével rengeteg mérgező higany kerül a természetbe. A mi molekuláink színváltozással, gyorsan és környezetbarát módon jelzik a veszélyes fémek jelenlétét, és szinte „kihalásszák” ezt a szennyeződést a vízből és a levegőből. Sőt, a vegyipar egyik legfontosabb alapanyagának számító aromás szénhidrogénkeverék, az úgynevezett BTX (benzol-toluol-xilol) frakciók pontos meghatározására is alkalmazhatók. Ezekből a sokrétű kutatásokból eddig két elfogadott és két benyújtott nemzetközi szabadalmunk van. Valamint, legfontosabb molekuláink az 1,5-ICAN és az 1,5-DIN már angol nyelvű Wikipédia oldallal is rendelkeznek.

26-10-05_i-can-projekt (3)_web

A nem látható világ láthatóvá tétele kimondottan érdekes. De mit hasznosíthat ebből a hétköznapi ember a mindennapi életében, aki az Ön által említett szakkifejezések jelentésével és jelentőségével nincs tisztában? 

A kutatásokkal sokszor az a baj, hogy az emberek nehezen látják, mi közük lehet hozzájuk a hétköznapokban. A kémiát eleve sokan elvontnak, száraznak tartják. A filmek elhitetik velünk, hogy a laboratórium egy varázsműhely, ahol minden gőzölög és színpompás, holott a valóságban az anyagok 90 százaléka „unalmas”, színtelen folyadék vagy fehér por. Ezt nehéz „eladni”. A fluoreszkáló anyagok viszont egyszerűen fantasztikusan néznek ki, és a színváltozások otthoni körülmények között is könnyen előcsalogathatók. Pontosan ezért indítottuk el az I-CAN projektet, aminek a Citizen Science, vagyis a közösségi tudomány az alapja. Célunk, hogy a tudományt kivigyük a laborokból az emberek nappalijába. És persze az is cél, hogy bemutassuk a széles közönségnek, hogy az általunk fejlesztett aromás-izocianid vegyületek milyen izgalmas analitikai, biológiai és környezeti alkalmazásokkal bírnak.

Erre utal az angol elnevezése, az I-CAN, azaz: meg tudom csinálni?

Igen! A tudósok legbelül sokszor nagyra nőtt gyerekek, szeretünk játékos neveket adni a felfedezéseinknek. Az „ICAN” valójában egy kémiai elnevezés (IzoCiano-Amino-Naftalin) rövidítése. Magyarul ez nem igazán poén, de angolul az „I can” azt jelenti: képes vagyok rá. A projekt során olyan biztonságos, otthon is elvégezhető kísérleteket mutatunk be, amikhez nem kell más, csak a fluoreszkáló anyag és egy egyszerű UV-lámpa. Tudta például, hogy a tonikban lévő kinin gyönyörűen, kékesen világít UV-fényben? George Gabriel Stokes már az 1850-es években felfedezte ezt a jelenséget. De fluoreszkálnak a szövegkiemelők, vagy a kalandfilmekből ismert világító rudak – utóbbiak egyébként az úgynevezett kemilumineszcencián alapulnak. Sőt, az egyik kedvenc otthoni trükkünk, hogy fluoreszcenciával le lehet buktatni a hamisított olívaolajat.

Ellenőrizhetjük otthon az olívaolaj valódiságát, hogyan?

Ebből a témából tervezünk egy kifejezett „fluoreszcens online kihívást”, de a titkot már most elárulom: ha veszünk egy egyszerű, az emberi szem számára nagyrészt láthatatlan fényt kibocsájtó, például a bankjegyek vizsgálatára használt 365 nanométeres UV-lámpát és megvilágítjuk vele a valódi, extra szűz olívaolajat, az a benne lévő klorofill és más növényi maradványok miatt sárgás-zöld színben kezd világítani. A finomított vagy hamisított olajból ezek az anyagok hiányoznak, így az teljesen sötét marad az UV-fény alatt.

Hogyan vonják be a közönséget a kihívásokba?

Egy komoly közösségi média hálózatot építünk erre. Lesz saját weboldalunk, de használjuk a Miskolci Egyetem YouTube-csatornáját, a Facebookot, a TikTokot és az Instagramot is. Készítünk rövid, fél- vagy egyperces videókat a kísérletekről, és arra buzdítjuk az otthon lévőket: próbálják ki, vegyék fel videóra és küldjék vissza nekünk. Rendkívül egyszerű, biztonságos, de annál látványosabb kísérletekben lehet majd részt venni.

26-10-05_nagy-miklós_ican-projekt (8)_WEB

Ön is így kezdte?

Nagyjából az általános iskola 7. osztályában. Gyerekként rengeteg tudományos ismeretterjesztő könyvet olvastam, az Ég és Föld, a Rejtelmes világ, vagy a Fantasztikus természetrajz óriási kedvenceim voltak. Amikor 7. osztályban bejött a kémia tantárgy, Hajdúnánáson volt egy fantasztikus tanárom, aki teljesen megszerettette velem ezt a világot. Onnantól folyamatosan versenyeztem, országos döntőkbe jutottam, majd egyenes út vezetett a debreceni Kossuth Lajos Tudományegyetem vegyész szakára.

Kutatóként miért tartja fontosnak, hogy leegyszerűsítse és átadja ezt a tudást a fiataloknak?

Mert világszerte megcsappant az érdeklődés az STEM (Science, Technology, Engineering and Mathematics), azaz a természettudományos és mérnöki tárgyak iránt. Mindenki a divatosabb vagy látszólag jobban fizető szakmák felé fordul, jogász, közgazdász vagy influenszer akar lenni. Viszont a világot működtetni kell! Ha nincsenek mérnökök, nem lesz gáz, áram, tiszta ivóvíz, és nem lesz gyógyítás sem. Szükség van az utánpótlásra! A mai multimédiás zajban nehéz megfogni az emberek figyelmét, de a fluoreszcencia látványvilága kiváló eszköz arra, hogy a természettudományokra fogékony fiatalokat elérjük, és remélhetőleg bevonzzuk őket a képzésbe.

Mit tanácsolna azoknak a diákoknak, akik most gondolkodnak a kémikusi pályán?

A saját példámból kiindulva: a sikerélmény megszerzését. A kutatás legnagyobb szépsége az, amikor rájössz, hogy olyasmit, mondjuk egy új molekulát vagy jelenséget fedeztél fel, amit előtted még senki a világon. Ez azonnali, pozitív visszajelzést ad. Mindig olyan szakmát kell választani, amit az ember igazán szeret csinálni, mert a sikerélmény az, ami hosszú távon éltet.

26-10-05_nagy-miklós_ican-projekt (5)_WEB

Az interjú a „Project I-CAN: Intelligens Fluoreszcens Molekulák – Látható Tudomány a Környezetvédelemért és Egészségügyi Diagnosztikáért (MEC_N 156757)” keretében készült.

Legfrissebb hírek

Összes hír
Összes hír