Laboratorium spektroskopii w podczerwieni

Mikrospektroskopia w podczerwieni (FTIR; Fourier-Transform InfraRed Spectroscopy)

Metoda spektroskopii w podczerwieni wykorzystuje zjawisko drgań własnych wiązań chemicznych pomiędzy atomami. Zakres działania spektroskopii w podczerwieni obejmuje obszar pomiędzy światłem widzialnym a mikrofalami. Typowe widmo w podczerwieni przedstawia zależność absorpcji od liczby falowej.

Absorpcja energii promieniowania podczerwonego jest wystarczająco duża by spowodować oscylację wiązań, a zbyt mała, aby uległy one zerwaniu. Wpływa ona na zmianę zarówno energii oscylacyjnej jak i rotacyjnej cząsteczki. Ostatecznie jednak o kształcie widma decydują wzbudzenia oscylacyjne cechujące się wyższą energią od energii wzbudzeń rotacyjnych.

W laboratorium spektroskopii w podczerwieni dysponujemy Spektrometrem Nicolet 6700 Thermo Scientific z magnetycznym uchwytem do pastylek KBr, wysokociśnieniową przystawką ATR z kryształem diamentowym, do szybkich analiz bez konieczności przygotowania próbek oraz przystawką typu DRIFT.

Porównanie składu chemicznego depozytu mineralnego (wapniowego) występującego w płatku zastawki aortalnej ( przykład mineralizacji patologicznej) z kością, zębiną  i szkliwem (przykłady mineralizacji fizjologicznej) [2].

Prowadzone badania

Działalność naszego zespołu koncentruje się nad analizą chemiczną i strukturalną próbek pochodzenia biologicznego, a zwłaszcza tkanek objętych fizjologicznym lub patologicznym procesem mineralizacji. Badania obejmują pomiary stopnia mineralizacji tkanek miękkich (płatki zastawek aortalnych, ścięgnach żółtych kręgosłupa) oraz w tkance kostnej [1-4]. Podjęto pracę nad modelowym opisem procesu kalcyfikacji na podstawie wymienionych tkanek.

Nowym kierunkiem naszych badań wykonywanych z przy pomocy FTIR, jest analiza mikropęcherzyków komórkowych (ang. extracellular vesicles; EVs) izolowanych z płynów ustrojowych człowieka (mocz i krew), w celu opracowani sygnatur molekularnych charakterystycznych dla chorób, np. cukrzycy.

Innym aspektem badań z zastosowaniem mikro-spektroskopii FTIR są badania tkanek skóry pochodzących z modeli szczurzych, z indukowaną hipernatremią (zaburzeniem zawartości wolnego sodu w organizmie) - potencjalna przyczyna nadciśnienia tętniczego.

Projekty:

Studying a role of the skin sodium accumulation in mineralocorticoid-induced hypertension dofinansowania na prowadzenie badań w ośrodku INFN-Frascati w ramach grantu badawczego: Transnational Access to the Research Infrastructure LNF for funding under the Contract Number 312284 Calipso. Fourth Call Results (2015)

Współpraca:

dr inż. Marlena Gąsior- Głogowska (Politechnika Wrocławska)

lek. med. Agata Ziomber (Katedra Patofizjologii CMUJ)

prof. Hugh J. Byrne (Focas, Dublin Institute of Technology)

dr. Augusto Marcelli (LNF-INFN, Frascati)

Kontakt:

dr Katarzyna Dziedzic-Kocurek: k.dziedzic-kocurek@uj.edu.pl

dr Andrzej Wróbel andrzej.wrobel@uj.edu.pl

mgr Sylwia Orzechowska: sylwia.orzechowska@doctoral.uj.edu.pl

Publikacje:

  1. A. Wróbel, E. Rokita, G. Taton, P. Thor. Chemical Composition and Morphology of Renal Stones. Folia Medica Cracoviensia. 2013 (3) 5–15.
  2. S. Orzechowska, A. Wróbel, G. Goncerz, P. Podolec, E. Rokita. Physicochemical and Micro-Tomographic Characterization of Inorganic Deposits Associated with Aortic Stenosis. The Journal of Heart Valve Disease 2014 (23) 40-47.
  3. Goncerz Grzegorz , Tomaszewski Krzysztof A. , Pasternak Artur , Głowacki Roman, Wróbel Andrzej , Rokita Eugeniusz , Podolec Piotr. A novel in-vitro model of human aortic valve mineralization. The Journal of Heart Valve Disease, 2014 (23) 545-549.
  4. S. Orzechowska, A. Wróbel, M. Kozieł, W. Łasocha, E. Rokita. Physicochemical characterization of mineral deposits in human ligamenta flava. Journal of Bone and Mineral Metabolism. 2017, pp. 1-9; DOI 10.1007/s00774-017-0835-6.