Zakład Fizyki Medycznej

Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej

Słowa kluczowe (tagi): medycyna i farmacja, zaawansowane materiały.

Tematyka badań naukowych

• badania podstawowe żelazoporfiryn (poznanie procesów transportu jonowego i elektronowego na poziomie molekularnym);
• ruchliwość nanocząstek w materii organicznej;
• struktury nanocząstek magnetycznych powstających w żelach białkowych pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego;
• obrazowanie i modelowanie budowy wewnętrznej kości skroniowej;
• fizjologiczna i patologiczna mineralizacja tkanek ludzkich;
• badania mikrostruktury pian metalowych;
• morfologia kanałów korzeniowych w zębach ludzkich;
• wpływ otyłości na mikrostrukturę kości szczurów.

Potencjalne zastosowanie prowadzonych badań naukowych:

• terapia fotodynamiczna;
• modelowanie procesów fizjologicznych na poziomie komórkowym;
• wytworzenie nowej klasy materiałów o trudnych do przewidzenia właściwościach.

Aparatura badawcza dostępna do działalności komercyjnej:

• mikrotomograf SkyScan 1172 (określanie struktury obiektów o maksymalnej średnicy 6 cm i wysokości 9 cm; jego oprogramowanie umożliwia rekonstrukcję obiektu na podstawie zmierzonych projekcji oraz jego trójwymiarową wizualizację);
• układ do spektrometrii mössbauerowskiej (dwa nowoczesne spektrometry mössbauerowskie z kriostatem helowym, pomiary w zakresie temperatur od 2.2 K do 300 K);
• spektrometr masowy TOF-SIMS (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry);
• spektrometr do badań w podczerwieni FTIR;
• pracownia do hodowli komórkowych.

Potencjalne usługi badawcze:

• pomiary mössbauerowskie z wykorzystaniem źródła promieniotwórczego ⁵⁷Co;
• badania zakresu ruchliwości nanocząstek w materii organicznej;
• badania efektów biologicznych wywoływanych przez pola magnetyczne na poziomie komórkowym;
• obrazowanie biomedyczne - analizowana jest budowa wewnętrzna kości, fizjologiczna i patologiczna mineralizacja tkanek ludzkich oraz mikrostruktury pian metalicznych;
• badania materiałów pochodzenia biologicznego metodami spektrometrii masowej (skład atomowy/molekularny, obrazowanie 2D i 3D);
• spektroskopowa charakterystyka materiałów biologicznych (kompleksy metaloporfirynowe, zdrowe i chorobowo zmienione tkanki);
• obrazowanie z wysoką zdolnością rozdzielczą wewnętrznej struktury kości skroniowej za pomocą mikrotomografii rentgenowskiej;
• badania procesów relaksacji magnetycznej w żelazoporfirynach;
• tworzenie nowej klasy kompozytowych materiałów organometalicznych w postaci trójwymiarowych struktur nanocząstek magnetycznych w żelach białkowych;
• tworzenie nowych narzędzi diagnostycznych (np. poprzez wykazanie aktywności enzymu trypsyny w hydrolizie łańcuchów aminokwasowych na krzemowych podłożach).

Stosowane metody i techniki badawcze:

• mikrotomografia komputerowa;
• spektroskopia mössbauerowska;
• hodowla komórkowa.

Kontakt: cittru@uj.edu.pl

___________________________________________________________________________________________________

Department of Medical Physics

Faculty of Physics, Astronomy and Applied Computer Science

Catchword (tags): medicine and pharmacy, advanced materials.

Scientific research subjects:

• basic research of iron porphyrins (learning processes of ion and electron transport at the molecular level);
• mobility of nanoparticles in organic matter;
• structure of the magnetic nanoparticles in protein gels under the influence of the external magnetic field;
• imaging and modeling of the structure of the internal temporal bone;
• physiological and pathological mineralization of human tissues;
• study of the microstructure of metal foams;
• morphology of root canals in human teeth;
• impact of obesity on microstructure of rat bones.

Potential application of scientific research:

• photodynamic therapy;
• modeling of physiological processes at the cellular level;
• produce a new class of materials with difficult to predict properties.

Research apparatus available to commercial activity:

• SkyScan 1172 micro-CT (determination of the structure of objects with a maximum diameter of 6 cm and height of 9 cm; the software to reconstruct the object from the measured projection and its three-dimensional visualization);
• system for Mössbauer spectroscopy (two modern Mössbauer spectrometers with helium cryostat, measurements in the temperature range from 2.2 K to 300 K);
• mass spectrometer TOF-SIMS (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry);
• spectrometer to infrared study FTIR;
• lab for cell culture.

Potential research services:

• Mössbauer measurements using radioactive ⁵⁷Co source;
• investigation the extent of mobility of nanoparticles in organic matter;
• testing the biological effects induced by magnetic fields at the cellular level;
• biomedical imaging - analysis of the internal structure of bones, physiological and pathological mineralization of human tissues and microstructure of metallic foams;
• testing of materials of biological origin by mass spectrometry (atomic / molecular composition, 2D and 3D imaging);
• spectroscopic characterization of biological materials (metal porphyrin complexes, healthy and pathologically changed tissues);
• imaging with high resolving power of the internal structure of the temporal bone by means of X-ray microtomography;
• studies of the magnetic relaxation processes in the iron porphyrins;
• creating a new class of organometallic composite materials in the form of three-dimensional structures of magnetic nanoparticles in protein gels;
• development of new diagnostic tools (e.g. by demonstrating the activity of the trypsin enzyme in hydrolysis of amino acid chains on silicon surfaces).

Methods and research techniques:

• computer microtomography;
• Mössbauer spectroscopy;
• cell culture.

Contact: cittru@uj.edu.pl