Zadanie 7. Wykorzystanie metod elektrycznych, spektroskopowych i optycznych w biodetekcji i bioobrazowaniu

Zadanie badawcze obejmuje dwa uzupełniające się tematy:

Zadanie 7.1. Opracowanie nowoczesnych metod biodetekcji i bioobrazowania komórek z wykorzystaniem nanowymiarowych znaczników luminescencyjnych

Wykonawca:
Wrocławskie Centrum Badań EIT+

Kierownik:
dr hab. inż. Artur Bednarkiewicz

Opis zadania:

W ramach tego zadania prowadzone są prace nad konstrukcją nowychbioczujników metodami obrazowania, technikami i protokołami dla biologii komórkowej. Do tego celu stosowane są nowe, wytwarzane na potrzeby zadania, nanowymiarowe luminofory, również biofunkcjonalizowane. W ramach zadania opracowywane są również nowe techniki obrazowania (a także modyfikowane są techniki obecnie stosowane) oraz prowadzone są prace nad ich wykorzystaniem do badań układów biologicznych.

Zastosowania nanoluminoforów domieszkowanych jonami
lantanowców (A. Gnach, and A. Bednarkiewicz, Nano Today 7,
532-563 (2022).)

W skład zespołu wchodzą:

dr hab. inż. Artur Bednarkiewicz (kierownik zespołu, fizyko I spektroskopia lantanowców, biospektroskopia, lasery)
dr inż. Bartłomiej Cichy (fizyko-chemia kropek kwantowych)
mgr Katarzyna Prorok (chemia, doktorantka)
mgr Małgorzata Misiak (chemia, doktorantka)
mgr Anna Gnach (biotechnologia, doktorantka)
mgr Agnieszka Kowalczyk (chemia)
Szymon Zelewski (informatyka)

Grupa posiada dobrze wyposażone laboratorium chemiczne i biospektroskopowe.

Obszary potencjalnej współpracy z partnerem biznesowym:

– Opracowywanie syntez i wszechstronna fizyko-chemiczna charakteryzacja koloidalnych, (bio)funkcjonalizowanych nanoluminoforów (domieszkowanych lantanowcami Na(Y/Gd)F4, CaF2, rdzeń-płaszcz Na(Y/Gd)F4@ Na(Y/Gd)F4/CaF2, kropki kwantowe CdS, CuInS2, Ag2S itp., enkapsulacja w/w luminoforów w otoczce krzemionkowej, kulkach polistyrenowych itp.)
– Opracowywanie nowych metod bio-spektroskopowej detekcji I bio-obrazowania, w tym obrazowania emisji anty-Stokesowskiej (wzb.980nm, emisja w zakresie Vis), inicjowania reakcji fotochemicznych rozdzielczych w przestrzeni (tzw. bezmaskowa fotolitografia) itp.

Lista najważniejszych publikacji:

The impact of shell host (NaYF4/CaF2) and shell deposition methods on the up-conversion enhancement in Tb3+, Yb3+ codoped colloidal α-NaYF4 core–shell nanoparticles K.Prorok, A.Bednarkiewicz, B.Cichy, A.Gnach, M.Misiak, M.Sobczyk and W.Strek Nanoscale, 2014, 6, 1855-1864 [IF=6.23 ]
A. Gnach, and A. Bednarkiewicz, „Lanthanide-doped up-converting nanoparticles: Merits and challenges,” Nano Today 7, 532-563 (2012). IF=17.689
K. Prorok, A. Bednarkiewicz, B. Cichy, A. Gnach, M. Misiak, M. Sobczyk and W. Strek “The impact of shell host (NaYF4/CaF2) and shell deposition method on the up-conversion enhancement in Tb3+, Yb3+ codoped colloidal α-NaYF4 core-shell nanoparticles”, Nanoscale (2013). IF=6.233
B. Cichy, A. Bednarkiewicz, and W. Strek, „The study of time-resolved collective emission of CuInS2 quantum dots in colloidal solutions,” Journal of Optics (United Kingdom) 15 (2013). IF=1.990
B. Cichy, D. Wawrzynczyk, A. Bednarkiewicz, M. Samoc, and W. Strek, „Third-order nonlinear optical response of CuInS2 quantum dots – Bright probes for near-infrared biodetection,” Applied Physics Letters 102 (2013). IF=3.817
M. Misiak, B. Cichy, A. Bednarkiewicz, and W. Strek, „Influence of Li+ doping on up-conversion and structural properties of Yb3+/Tm3+-doped cubic NaYF4 nanocrystals,” Journal of Luminescence 145, 956-962 (2014). IF=2.144
M. Misiak, K. Prorok, B. Cichy, A. Bednarkiewicz, and W. Strek, „Thulium concentration quenching in the up-converting α-Tm 3+/Yb3+ NaYF4 colloidal nanocrystals,” Optical Materials 35, 1124-1128 (2013). IF=1.918
K. Prorok, A. Gnach, A. Bednarkiewicz, and W. Strek, „Energy up-conversion in Tb3+/Yb3+ co-doped colloidal α-NaYF4 nanocrystals,” Journal of Luminescence 140, 103-109 (2013). IF=2.144

Zadanie 7.2 BioSens – Biosystemy do detekcji zagrożeń mikrobiologicznych.

Wykonawca:
Wrocławskie Centrum Badań EIT+

Kierownik:

Dr Tomasz Lipiński

Opis zadania:

Zadanie to koncentruje się na opracowaniu nowych luminescencyjnych technik wykrywania komórek bakteryjnych oraz toksyn pochodzenia bakteryjnego, w tym endotoksyn. Systemy detekcji opierają się na zastosowaniu specjalnie przystosowanych hodowli in vitro komórek eukariotycznych oraz wykorzystaniu modyfikowanych mikromatryc szklanych, krzemowych i polimerowych.

Obszary potencjalnej współpracy z partnerem biznesowym:

• Konkurencyjne techniki detekcji bakterii / toksyn bakteryjnych / pirogenów
• Nowe metody optyczne do zastosowań w biodetekcji i bioobrazowaniu
• Nowe znaczniki luminscencyjne: nanokrystality, kropki kwantowe, nanosfery polimerowe i inne (również biofunkcjonalizowane), do śledzenia szlaków sygnałowych, obrazowania wnętrz komórek, potencjalne narzędzia terapeutyczne do terapii fotodynamicznych
• Protokoły biofunkcjonalizowania nanomateriałów
• Mikromatryce funkcjonalizowane przeciwciałami monoklonalnymi
• Konkurencyjne systemy detekcji bakterii / toksyn bakteryjnych (szczególnie Gram-ujemnych)
• System szybkiej (automatycznej) selekcji komórek klonów do wyprowadzania pożądanych linii komórkowych

plusfontminusfontreloadfont