Zakład Fizyki Materiałów Organicznych

Jednostka: Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej

Kategoria: medycyna i farmacja

Słowa klucze (tagi):  zastosowania biomedyczne fizyki i chemii, dynamika i oddziaływania biomolekularne

Tematyka badań naukowych:

• perkolacja w układach biologicznych i biomimicznych;
• elastyczność podłoży a migracja komórkowa;
• badanie zachowania finalnej warstwy wody na powierzchniach biologicznych i biokompatybilnych materiałów porowatych pod kątem utraty ciągłości (perkolacja) oraz kinetyki dehydratacji;
• badania biofizycznych mechanizmów regulujących procesy migracji komórek (wpływ właściwości mechanicznych podłoża na parametry biofizyczne migracji oraz wzrost różnych typów komórek).

Potencjalne zastosowanie prowadzonych badań naukowych:

• opis układów nieuporządkowanych oraz modelowanie przejść fazowych za pomocą perkolacji;
• wytworzenie nowych rodzajów biokompatybilnych podłoży do wzrostu i migracji komórek;
• potencjał Optycznej Pułapki dla małych wychyleń z położenia równowagi można z dobrym przybliżeniem porównać do potencjału sił sprężystych (schwytanie, utrzymywanie w miejscu i  przemieszczanie  mikroskopijnych obiektów  (komórki, kryształy czy nanoziarna różnych materiałów) oraz możliwość pomiaru sił zewnętrznych działających na takie obiekty; badanie wielkości sił na poziomie nawet sub-pN, typowych dla zjawisk biomechanicznych na poziomie komórek i biopolimerów, co pozwala na badania nanomechaniczne, np. DNA);
• nowe aplikacje metod fizycznych (doświadczalnych i teoretycznych) w badaniach procesów biologicznych.

Aparatura badawcza dostępna do działalności komercyjnej:

• szerokopasmowy spektrometr impedancyjny NOVOCONTROL CONCEPT 80;
• system "optyczne szczypce" (Pułapka Optyczna lub Optyczna Pinceta „PALM MicroTweezers" firmy  Zeiss).

Potencjalne usługi badawcze:

• badania impedancyjne różnych materiałów w szerokim zakresie częstotliwości, relaksacja dielektryczna, przewodnictwo elektryczne, zjawiska elektrochemiczne i bioelektryczne w bardzo niskich częstotliwościach;
• pułapkowanie cząstek o wielkości od około 0.1 μm do 100 μm za pomocą systemu optycznych szczypców;
• badania perkolacji ciągłości molekularnej sieci wody i kinetyki dehydratacji materiałów porowatych;
• badania biofizycznych mechanizmów regulujących procesy migracji komórek (wpływ właściwości mechanicznych podłoża na parametry biofizyczne migracji oraz wzrost różnych typów komórek);
• badanie migracji komórek w odpowiedzi na topografię podłoża.

Stosowane metody i techniki badawcze:

• szerokopasmowa spektroskopia impedancyjna;
• technika Patch-Clamp oraz Optical-Tweezers;
• mikroskopia konfokalna.

Kontakt: cittru@uj.edu.pl

____________________________________________________________________________________________________
 

Department of Physics of Organic Materials

Faculty: Faculty of Physics, Astronomy and Applied Computer Science

Category: life sciences

Catchword (tags): biomedical applications of physics and chemistry, dynamics and biomolecular interactions

Scientific research subjects:

• percolation in biological and biomimetic systems;
• flexibility substrates and cell migration;
• study the behavior of the final layer of water on the surfaces of biological and biocompatible porous materials in terms of loss of continuity (percolation) and kinetics of dehydration;
• study of the biophysical mechanisms regulating cell migration processes (impact the mechanical properties of the substrate on the biophysical parameters migration and growth of various cell types).

Potential application of scientific research:

• description of disordered systems and modeling of phase transitions using percolation;
• provide new types of biocompatible substrates for the growth and cell migration;
• potential of Optical Trap for small deflection from the equilibrium position can be with good approximation compared to the potential of the elastic forces (capturing, held in place and moving the microscopic objects (cells, crystals or nanograins of different materials), and possibility of measurement the external forces acting on such objects; study of the size of the forces at even sub-pN level, typical for biomechanical events at cell and biopolymers level, which allows one to nanomechanical research, for example: DNA);
• new applications of physical methods (experimental and theoretical) in the study of biological processes.

Research apparatus available to commercial activity:

• broadband impedance spectrometer Novocontrol CONCEPT 80;
• system of "optical tweezers" optical trap or optical pinceta "PALM MicroTweezers" Zeiss.

Potential research services:

• impedance measurements of various materials in a wide frequency range, dielectric relaxation, conductivity, electrochemical and bioelectric phenomena in the very low frequencies;
• trapping particles of size from about 0.1 μm to 100 μm using the optical tweezers system;
• study the percolation of continuity of molecular network of water and kinetics of dehydration of porous materials;
• study of the biophysical mechanisms regulating cell migration processes (impact the mechanical properties of the substrate on the biophysical parameters migration and growth of various cell types);
• study cell migration in response to the topography of the ground.

Methods and research techniques:

• broadband impedance spectroscopy;
• Patch-clamp and Optical-Tweezers technique;
• confocal microscopy.

Contact: cittru@uj.edu.pl