Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej

Transkrypt

1 Skład Zespołu: Prof. dr hab. Halina Abramczyk Dr hab. inż. Beata Brożek-Płuska Dr inż. Jakub Surmacki Mgr inż. Monika Kopeć Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej

2 Laboratorium Laserowej Spektroskopii Molekularnej składa się z trzech pracowni: pracowni obrazowania ramanowskiego, pracowni spektroskopii femtosekundowej, pracowni spektroskopii Ramana. Laboratorium prowadzi badania w zakresie biomedycyny, obrazowania medycznego metodą spektroskopii Ramana oraz femtosekundowej spektroskopii laserowej. Jednym z nurtów badań jest zastosowanie spektroskopii Ramana w diagnostyce zmian nowotworowych ludzkiego gruczołu piersiowego oraz nowotworów głowy i szyi. Realizowana tematyka obejmuje także ultraszybkie zjawiska fizyczne i chemiczne, zachodzące w skali pikosekundowej i femtosekundowej dla wybranych fotouczulaczy mających zastosowanie w fotodynamicznej terapii przeciwnowotworowej, podstawowych składników budulcowych błon biologicznych oraz białek. LLSM specjalizuje się także w niskotemperaturowej spektroskopii Ramana i spektroskopii IR w układach biologicznych: tkanek ludzkich, DNA, nukleotydów, lipidów, ftalocyjanin.

3 Pracownia spektroskopii femtosekundowej femtosekundowy laser tytanowoszafirowy wzmacniacz regeneratywny dużej mocy OPA Femtosekundowy układ laserowy, pozwala badać przebieg ultraszybkich reakcji zachodzących w skali femtosekund (Na zdjęciu: laser na ciele stałym (Nd:YVO 4 ) (Millennia-Pro, Spectra Physics); femtosekundowy laser tytanowo-szafirowy (Ti +3 Al 2 O 3 ) (Tsunami 3960-H3S, Spectra Physics); wzmacniacz regeneratywny dużej mocy (Spitfire ACE, Spectra Physics); laser pompujący wzmacniacz regeneratywny dużej mocy (Empower 30, Spectra Physics); układ do automatycznego przestrajania zakresu spektralnego wiązki w układzie femtosekundowym OPA w zakresie nm (TOPAS_UV1_IR1), OPA w zakresie nm (TOPAS_VIS1))

4 Pracownia obrazowania ramanowskiego Konfokalny mikroskop Ramana/AFM/TERS/SNOM (WITec alpha 300RSA+) umożliwiający wykonywanie map ramanowskich, pomiary SNOM oraz AFM bez konieczności przenoszenia próbki.

5 Pracownia spektroskopii Ramana Spektrometr Ramana (laser jonowo-argonowy Spectra Physics model 2017, monochromator Ramanor U 1000 firmy Jobin Yvon, fotopowielacz Product For Research/NC model C31034, wzmacniacz/dyskryminator EG&G Princeton Applied Research model 1182).

6 Obrazowanie Ramana Diagnostyka zmian nowotworowych Czułość Swoistość Karotenoidy (1520 cm -1 ) 60% 95% Lipidy (2854 cm -1 ) 87% 89% Femtosekundowa spektroskopia absorpcyjna Śledzenie ultraszybkich zjawisk fizycznych i chemicznych Analiza fotouczulaczy mających zastosowanie w fotodynamicznej terapii przeciwnowotworowej (PDT)

7 Spektroskopia IR Diagnostyka zmian nowotworowych Femtosekundowa spektroskpia absorpcyjna Analiza własności wibracyjnych wody

8 Obrazowanie Ramana Diagnostyka zmian nowotworowych Schemat spektrometru ramanowskiego ze sprzężonym mikroskopem konfokalnym (WITec, model alpha 300R) Czułość Swoistość Karotenoidy (1520 cm -1 ) 60% 95% Lipidy (2854 cm -1 ) 87% 89%

9 Femtosekundowa spektroskopia absorpcyjna Śledzenie ultraszybkich zjawisk fizycznych i chemicznych Analiza fotouczulaczy mających zastosowanie w fotodynamicznej terapii przeciwnowotworowej (PDT)

10 Ostatnie publikacje naukowe z LLSM: Lp. Autorzy publikacji Tytuł publikacji Czasopismo IF 1 H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, J. Surmacki, J. Musiał, R. Kordek Oncologic photodynamic diagnosis and therapy: confocal Raman/fluorescence imaging of metal phtalocyanines in human Analyst, 2014, DOI: /c4an00966e 4,230 2 H. Abramczyk, B. Brożek-Płuska, M. Krześniak, M. Kopeć, A. Morawiec- Sztandera 3 H. Abramczyk, B. Brozek Pluska 4 J. Surmacki, J. Musiał, R. Kordek, H. Abramczyk breast cancer tissue in vitro The cellular environment of cancerous human tissue. Interfacial and dangling water as a hydration fingerprint Raman Imaging in Biochemical and Biomedical Applications. Diagnosis and Treatment of Breast Cancer. Raman imaging at biological interfaces: applications in breast cancer diagnosis. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 129, 2014, Chemical Reviews, 113, 2013, Mol. Cancer, 12, 2013, 48, doi: / ,129 41,298 5,13 5 J. Surmacki, P. Wroński, M. Szadkowska-Nicze, H. Abramczyk 6 H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, M. Tondusson, E. Freysz, Raman spectroscopy of visible-light photocatalyst Nitrogen-doped titanium dioxide generated by irradiation with electron beam. Ultrafast Dynamics of Metal Complexes of Tetrasulfonated Phthalocyanines at Biological Interfaces: Comparison between Photochemistry in Solutions, Films, and Noncancerous and Cancerous Human Breast Tissues. Chem. Phys. Letters, 566, 2013, J. Phys. Chem C, 117 (10), 2013, ,150 4,814

11 Ostatnie publikacje naukowe z LLSM: 7 B. Brozek-Pluska, J. Musial, R. Kordek, E. Bailo, T. Dieing, H. Abramczyk 8 H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, J. Surmacki, J. Jablonska-Gajewicz, R. Kordek 9 B. Brozek-Pluska, A. Jarota, J. Jablonska- Gajewicz, R. Kordek, W.Czajkowski, H. Abramczyk 10 B. Brozek-Pluska, J. Jablonska-Gajewicz, R. Kordek, H. Abramczyk 11 A. Jarota, B. Brozek- Pluska, W. Czajkowski, H. Abramczyk Raman spectroscopy and imaging: Applications in human breast cancer diagnosis. Raman optical biopsy of human breast cancer. Distribution of Phthalocyanines and Raman Reporters in Human Cancerous and Noncancerous Breast Tissue as Studied by Raman Imaging. Phase transitions in oleic acid and in human breast tissue as studied by Raman spectroscopy and Raman imaging. Water Confined in Films of Sulphonated Phthalocyanines. Analyst, 137 (16), 2012, Progress in Biophysics and Molecular Biology, 108 (1-2), 2012, 74 Technology in Cancer Research and Treatment, 4, 2012, J. Med. Chem. 54, 2012, J. Phys. Chem C 115 (50), 2011, ,230 4,539 2,02 5,614 4,814

12 H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, J. Surmacki, J. Jablonska-Gajewicz, R. Kordek, PBMB 108 (2012) 74-81

13 H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, Chem. Rev. 113 (2013)

14 H. Abramczyk, B. Brozek-Pluska, J. Surmacki, J. Musial, R. Kordek, Analyst (2014) DOI: /c4an00966e

15 H. Abramczyk, B. Brożek-Płuska, M. Krześniak, M. Kopeć, A. Morawiec-Sztandera, Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc. 129 (2014)

16 J. Surmacki, P. Wroński, M. Szadkowska-Nicze, H. Abramczyk, Chem. Phys. Lett. 566 (2013) 54-59

17 J. Surmacki, P. Wroński, M. Szadkowska-Nicze, H. Abramczyk, Chem. Phys. Lett. 566 (2013) We have demonstrated the spectacular Raman intensity enhancement while maintaining almost identical vibrational peak positions for the pristine TiO 2 and N-doped, EB-irradiated samples which suggests that the red-shift of the absorption edge in the N doped TiO 2 originates both from the band gap narrowing and the generation of new species (oxygen vacancies in the metal-oxide lattice acting as electron traps to yield Ti +3 and/or F-type color centers).

18 Najważniejsza aparatura pracowni: spektrometr ramanowski WITec alpha 300RSA wyposażony w: mikroskop konfokalny o konfiguracji prostej i odwróconej, mikroskop skaningowy bliskiego pola (SNOM), mikroskop sił atomowych (AFM), opcję pomiarów TERS, detektor EMCCD do ultraszybkiego obrazowania ramanowskiego W pełni zintegrowany system do pomiarów z zastosowaniem spektroskopii i obrazowania Ramana wyposażony w 3 linie wzbudzenia: 355nm, 532nm, 785nm. Dzięki unikalnej konstrukcji układ umożliwia niezależną jak i jednoczesną rejestrację widm, map ramanowskich oraz uzyskiwanie informacji o topografii badanej próbki techniką AFM. Dzięki opcji SNOM możliwym jest osiągnięcie rozdzielczości rzędu 60nm. Układ przystosowany jest do wykonywania pomiarów ROA oraz pomiarów w zakresie temperatur K. Zastosowanie obrotowego rewolweru mikroskopu umożliwia pomiary z zastosowaniem spektroskopii Ramana, technik SNOM lub AFM bez konieczności zmiany położenia próbki. femtosekundowy laser tytanowo-szafirowy (Ti+3Al2O3) Tsunami 3960-H3S (Spectra Physics), laser na ciele stałym (Nd:YVO4) (Millennia-Pro) (Spectra Physics), wzmacniacz regeneratywny (Spitfire F-P-1, Spectra Physics), laser impulsowy na ciele stałym Nd:YLF (Merlin,Spectra Physics), urządzenie kontrolujące synchronizację, Spectra Physics, Tsunami Model 3955 Electronics Module generator II I III harmonicznej, Spectra Physics, HGS-T autokorelator (Model , Spectra Physics), autokorelator (SSA-F - Single Shot Autocorrelator), monochromator Triax 550 (Jobin Yvon), kamera CCD (1024x256, back illuminated, UV enhanced), laser pompujący wzmacniacz regeneratywny dużej mocy, (Empower 30) (Spectra Physics), wzmacniacz regeneratywny dużej mocy, (Spitfire ACE) (Spectra Physics), układ do automatycznego przestrajania zakresu spektralnego wiązki w układzie femtosekundowym OPA w zakresie nm (TOPAS_UV1_IR1), układ do automatycznego przestrajania zakresu spektralnego wiązki w układzie femtosekundowym OPA w zakresie nm (TOPAS_VIS1), spektrometr IR (Specord M80), spektrometr Ramana (Ramanor U 1000, Jobin Yvon), laser jonowy-argonowy (Stabilite 2017-Spectra Physics), kamera CCD, Horiba, Jobin-Yvon, CCD x256 - open -3LD, kriostat Oxford Research Limited, mikroskop Olympus BX 51. oscylopskop, Tektronix, TDS 210, 60 MHz, 1 GS/s