TECHNISCHE EINRICHTUNGEN
INFRASTRUKTUR DER HÖCHSTEN KLASSE IM ZENTRUM FÜR BIOMEDIZINISCHES INGENIEURWESEN WAT
Die Forschung an Graphen wird unter Verwendung der erstklassigen Infrastruktur des Zentrums für Biomedizinisches Ingenieurwesen WAT durchgeführt, das mit modernen Forschungsgeräten und -apparaten ausgestattet ist, die in fünf thematischen Labors gesammelt wurden, die wissenschaftliche Arbeiten und Umsetzungsarbeiten durchführen.
Eines der Forschungslabors ist das Labor für Molekulärtechnik und Graphen, in dem derzeit unter anderem die Entwicklung innovativer Technologien zur Kombination von Graphen mit anderen Materialien, Verfahren zur Herstellung von Molekularsieben und aktive Klebeflächen für biologische Partikel geforscht werden. Darüber hinaus werden Arbeiten an einem vereinfachten Laborgerät zur einmaligen Anreicherung der Population zirkulierender Krebszellen (KKN) in Blutproben durchgeführt.
Um die oben genannten Aufgaben zu realisieren, werden im Labor Laborgeräte zur Herstellung von Molekularsieben sowie technologische Geräte kombiniert. Diese Geräte sind für die direkte Laserphotolithographie erforderlich. Diese umfassen unter anderen Vorrichtungen zum Ionenätzen, zur Plasmareinigung, zur aktiven Oberflächenbildung und zur geometrischen Kontrolle der hergestellten Molekularsiebe.
Forschungsinfrastruktur des Labors für Molekulärtechnik und Graphen
Spektrofluorimeter
Typ: QM 400 von Horiba
Das spektrofluorimetrische System Quanta Master QM400 dient zur Charakterisierung von Lumineszenzmaterialien in Form von Pulvern, Lösungen, dünnen Schichten, Kristallen und Nanomaterialien. Der spektrale Bereich der Anregung und Detektion liegt zwischen 200 und 2200 nm. Die Anregungsquellen sind: Impulslaser Na: YAG Opolette 355LD (225-2200 nm), ellipsidischer Illuminator mit Xe-Lampe (200-900 nm) und 980 nm Laser für Aufwärtsumwandlungsmessungen. Das System ermöglicht Messungen von Anregungs- und Emissionsspektren, synchronen, zeitaufgelösten, Fluoreszenzkinetiken und Lumineszenzpolarisationsanisotropien. Messungen unter Verwendung der Absorptions-, Transmissions- und Integrationssphäre. Das System ist mit einem Fluoreszenzmikroskop (Zeiss Axio Imager.M2) und einer supersensitiven Kamera für Biolumineszenzmessungen gekoppelt.
Multi-Laser-Zellsortierer
Typ: BD FACSAria Fusion basierend auf Durchflusszytometrie
Der Sortierer ist mit einer Sicherheitskammer von der KlasseTyp II Typ A2 integriert und verfügt über ein AMS (engl. Aerosol Management System), das den Benutzer vor dem Kontakt mit Aerosolen schützt, die während des Betriebs entstehen. BD FACSAria Fusion ermöglicht eine schnelle quantitative und qualitative Bewertung der physikalischen und biologischen Eigenschaften einzelner Zellen und ihrer morphotischen Elemente wie Kerne, Nukleinsäuren oder Mitochondrien. Die Kamera kann unter anderem verwendet werden zur Beurteilung der Expression von Oberflächen- und intrazellulären Antigenen, zur Bestimmung der Phase des Zellzyklus, zur Prüfung der Eigenschaften zytoplasmatischer Membranen, zur Isolierung von in einer bestimmten Population sehr seltenen Zellen sowie zur Prüfung der Apoptose, Nekrose und Enzymaktivität. Unter Verwendung der Vorrichtung ist es möglich, eine einzelne Zelle aseptisch zu sortieren, z. B. zu Klonierungszwecken.
Gensequenzer
Typ: MiSeq von Illumina Inc. zusammen mit zusätzlicher Ausrüstung: ein Fluorimeter der Firma Promega Quantum, ein Hybex-Heizblock, ein Gerät zur Elektrophorese von Nukleinsäuren und BluePippin-Proteinen, ein Computersystem mit NAS-Speicher vom Festplattentyp zur Analyse und Speicherung von Sequenzierungsergebnissen unter Verwendung einer speziellen Geneious RS-Software.
Der Sequenzierer ermöglicht die Analyse von genetischem Material in Säugetierzellen oder mikrobiellen Zellen durch gezielte Sequenzierung von Genomfragmenten, in denen Mutationen auftreten, die mit bestimmten Krankheitsentitäten assoziiert sind, Metagenomik, z. B. Identifizierung vieler Arten von Mikroorganismen / Pathogenen in der Probe, Sequenzierung kleiner Genome, Sequenzierung von miRNA, gezielte Genexpression, Sequenzierung von Amplikons, Vorbereitung der Bibliothek für NGS (Sequenzierung der nächsten Generation), z. B. für die Analyse der DNA-Methylierung im gesamten Genom, Nachweis von Mutationen, die mit einer bestimmten Krebsart im Sequenz- / Genpool assoziiert sind, Nachweis von Populationen persistierender Krebszellen (minimale Resterkrankung), die initiieren können Tumorrezidiv, Beurteilung des Chimärismus nach Transplantation (Beurteilung der Transplantatakzeptanz).
Ein Gerät für die direkte Laserphotolithographie
Typ: Laser Writer 405B + von MicroTech s.r.l.
Das Laser Writer-Gerät für die direkte Laserphotolithographie ist ein unverzichtbares Gerät zur Erzeugung hochauflösender geometrischer Muster mit einer Auflösung von ca. 1,0 Mikrometer auf Metall- und Halbleitersubstraten, die für das Ionenätzen (DRIE) vorhergesagt wurden. Es ist die Grundausstattung bei der Herstellung von Molekularsieben zur KKN-Anreicherung. Es ist eine elastische Technik und im Vergleich zur klassischen Fotolithografie viel billiger und ermöglicht in sehr kurzer Zeit spezifische hochauflösende Muster zu erhalten, die für das Ionenätzen von Molekularsieben erforderlich sind.
Hochauflösendes Rasterelektronenmikroskop mit EDS-Spektrometer und kompletter Ausrüstung zum Testen biologischer Präparate
Typ: Quanta 250 FEG von FEI
Das hochauflösende Rasterelektronenmikroskop (SEM – Schottky-Emitter) Quanta 250 FEG mit EDS-Spektrometer mit vollständiger Ausrüstung zum Testen biologischer Präparate dient zur quantitativen und qualitativen Kontrolle des KKN-Filtrationsprozesses unter Verwendung entwickelter Molekularsiebe und eines Prototypgeräts für das Blutscreening . Das Quanta 250 FEG-Gerät bietet die Möglichkeit, biologische Präparate mit viel niedrigeren Beschleunigungsspannungen im Vergleich zu einer Wolframquelle oder einer LaB6-Quelle einiger Hersteller zu untersuchen. Das Quanta-Mikroskop ist ein Umweltmikroskop, was bedeutet, dass es die größten Möglichkeiten auf dem Gebiet der Prüfung von Präparaten bietet, die mit der herkömmlichen Elektronenmikroskopie nicht kompatibel sind (biologische, poröse, hydratisierte Proben usw.). Unter Verwendung der Peltier-Tabelle in der Konfiguration ist es möglich, die Luftfeuchtigkeit der getesteten Substanz durch Regulieren der Temperatur und des Drucks in der Kammer zu steuern. Darüber hinaus verfügt das Gerät über ein erweitertes System mit niedrigem Vakuum, das die Möglichkeit bietet, einen Druck von bis zu 4000 Pa in der Kammer zu erreichen, sowie über eine Reihe von Systemen, die jegliche Kontamination des Mikroskops schützen. Das Mikroskop ist mit einem EDS-Spektrometer mit entsprechender Datenverarbeitungssoftware auf einem speziellen Computer ausgestattet. SE-Detektoren und einzigartige BSE-Signalerkennungslösungen werden ebenfalls in der Konfiguration enthalten.
GESCHICHTE
- Entdeckung der Grapheneigenschaften - die weltweit erste Isolierung der Graphenschicht (2004),
- Auszeichnung für die Entdeckung des Nobelpreises (2010),
- Start der Arbeit an antibakteriellen Graphenpapieren als Verband (2010),
- Die Einrichtung des Clusters Zentrum für Bioingenieurwesen - CIBio WAT (2012),
- Die Gewährung von Mitteln für das POIG-Projekt an die Militärische Technische Universität, so dass CIBio WAT der einzige Cluster in Polen wurde, in dem die Universität der Clusterkoordinator wurde (2013),
- Graphenoxid-Zytotoxizitätstests mit positivem Ergebnis abgeschlossen. Forschung durchgeführt an der Transplantationsabteilung und der Gewebezentrumbank der Medizinischen Universität Warschau. Forschung mit positivem Ergebnis und Empfehlung für weitere Forschung abgeschlossen (2014),
- Bestätigung der antimikrobiellen Aktivität von Graphenoxid durch CIBio WAT (2015),
- Pat-Patentanmeldung für eine kosmetische Zusammensetzung mit Graphen als bakterizidem Element P.424202 (2018),
- Bestätigung der Annahme, die Faserstruktur des Gels durch Einbettung von Nanostrukturen zu stärken (2019),
- Es wurden wirksame Versuche unternommen, Graphen und Graphenoxidflocken in die Gelstruktur einzubauen. So sind wir nach Labortests (2019) erfolgreich,
- Optimierung der Gel-Graphenoxid-Komposit-Labortechnologie (2019),,
- Anwendungstests und Technologieskalierung (2020),
- Arbeiten zur Funktionalisierung von Graphenoxidflocken - im Zusammenhang mit der Optimierung des Einbaumechanismus in die Gelstruktur und der Nutzung der Bioaktivität zur Oberflächenregeneration von Gewebestrukturen (2019),
- Optimierung der Gel-Graphenoxid-Komposit-Labortechnologie (2019),
- Anwendungstests und Technologieskalierung (2020).