Środowiskowe Laboratorium Mikrospektroskopii

Instytut Fizyki Polskiej Akademii Nauk
Środowiskowe Laboratorium Fizyki Biologicznej
Al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
tel. 22 116 3516; e-mail: annan@ifpan.edu.pl
Kierownik: Anna Niedźwiecka

W Laboratorium Mikrospektroskopii ufundowanym przez projekt Krajowe Laboratorium Multidyscyplinarne Nanomateriałów Funkcjonalnych - NanoFun w ramach Środowiskowego Laboratorium Fizyki Biologicznej w Instytucie Fizyki PAN prowadzone są badania biomolekuł takich jak białka i ich ligandy, kwasy nukleinowe, lipidy, jak również nanostruktur oraz układów heterogenicznych np. biofunkcjonalizowanych kropek kwantowych (QD). Przedmiotem badań są także elektroprzędzone nanowłókna o właściwościach luminescencyjnych, modelowe układy błonowe i geopochodne materiały porowate. Projekty badawcze dotyczą ich struktury, własności dynamicznych (konformacyjnych) oraz oddziaływań, zarówno pod katem badań podstawowych, jak i potencjalnych zastosowań sensorycznych.

Laboratorium jest wyposażone w dwa wielofunkcyjne konfokalne układy mikroskopowe, z wieloma liniami laserowymi, wielofotonowym laserem strojonym w zakresie 680-1080 nm oraz aparaturą do jedno- i dwukolorowej spektroskopii korelacji fluorescencji, pomiarów czasów życia fluorescencji, rezonansowego przeniesienia energii i efektów kinetycznych.

Mikroskopy te są doskonałymi narzędziami do przeprowadzania eksperymentów badających w czasie rzeczywistym procesy biofizyczne na poziomie cząsteczkowym (single molecule spectroscopy) i komórkowym (od subnano- do mikrometrów). Oprócz zastosowań spektroskopowych, stosuje się również wszechstronne obrazowanie konfokalne. Duża różnorodność źródeł światła pozwala na zastosowanie rozmaitych technik obrazowania, włączając wzbudzenie dwufotonowe, obrazowanie na podstawie czasów życia fluorescencji oraz pomiary czasowo-rozdzielcze. Techniki te są stosowane do obrazowania nanocząstek w komórkach biologicznych, ilościowego wyznaczania parametrów ruchu w sztucznych układach błonowych, do analizy wnikania badanych substancji znakowanych fluorescencyjnie do wnętrza komórek, jak również w badaniach zmian konformacji biopolimerów.

Metody pomiarowe dostępne w Laboratorium to: spektroskopia (detektory GaAsP, APD, PM), obrazowanie z wykorzystaniem intensywności lub czasów życia fluorescencji FLIM, FRAP/FLIP, FRET/FLIM, RICS, FCS/FCCS/FLCS , TCS PS, TTTR. Dostęp do Laboratorium jest otwarty dla grup badawczych z instytucji wchodzących w skład konsorcjum NanoBioGeo, jak również dla użytkowników zewnętrznych.

Publikacje, które ukazały się w oparciu o wyniki uzyskane w Laboratorium Mikrospektroskopii:

1. Remigiusz Worch, Anita Dudek, Joanna Krupa, Anna Szymaniec, Piotr Setny, "Charged N-terminus of Influenza Fusion Peptide Facilitates Membrane Fusion", International Journal of Molecular Sciences, 2018, link
2. Zbigniew M. Darżynkiewicz, Marta Pędziwiatr, Joanna Grzyb, "Quantum dots use both LUMO and surface trap electrons in photoreduction process", Journal of Luminescence, 2016, link
3. Remigiusz Worch, Joanna Krupa, Alicja Filipek, Anna Szymaniec, Piotr Setny, "Three conserved C-terminal residues of influenza fusion peptide alter its behavior at the membrane interface", Biochimica et Biophysica Acta, 2016, link
4. Kotlarek D, Worch R, "New Insight into Metal Ion-Driven Catalysis of Nucleic Acids by Influenza PA-Nter", PLOS One, 2016 link
5. Anna Dąbrowska, Marcin Nyk, Remigiusz Worch, Joanna Grzyb, "Hydrophilic colloidal quantum dots with long peptide chain coats", Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2016 link
6. Remigiusz Worch, Karolina Piecyk, Anna Brygida Kolasa, Marzena Jankowska-Anyszka,"Translocation of 5′ mRNA cap analogue — peptide conjugates across the membranes of giant unilamellar vesicles", Biochimica et Biophysica Acta, 2015, link
   
7. Olga Sztatelman, Joanna Grzyb, Halina Gabryś, Agnieszka Katarzyna Banaś, The effect of UV-B on Arabidopsis leaves depends on light conditions after treatment, BCM Plant Biology, doi: 10.1186/s12870-015-0667-2 link
8. I. Kamińska, K. Fronc, B. Sikora, M. Mouawad, A. Siemiarczuk, M. Szewczyk, K. Sobczak, T. Wojciechowski, W. Zaleszczyk, R. Minikayev, W. Paszkowicz, P. Stępień, P. Dziawa, K. Ciszak, D. Piątkowski, S. Maćkowski, M. Kaliszewski, M. Włodarski, J. Młyńczak, K. Kopczyński, M. Łapiński, D. Elbaum, Upconverting/magnetic: Gd2O3:(Er3+,Yb3+,Zn2+) nanoparticles for biological applications: effect of Zn2+ doping, RSC Adv., 2015,5, 78361-78373 link
9. Joanna Grzyb, Ewelina Kalwarczyk, Remigiusz Worch, Photoreduction of natural redox proteins by CdTe quantum dots is size-tunable and conjugation-independent. RSC Advances, 2015,5, 61973-61982 link
10. Izabela Kamińska, Krzysztof Fronc, Bożena Sikora, Kamil Koper, Roman Minikayev, Wojciech Paszkowicz, Kamil Sobczak, Tomasz Wojciechowski, Mateusz Chwastyk, Anna Reszka, Bogdan J. Kowalski, Piotr Stępień, Danek Elbaum. Synthesis of ZnAl₂O₄:(Er³⁺,Yb³⁺) spinel-type nanocrystalline upconverting luminescent marker in HeLa carcinoma cells, using a combustion aerosol method route.  RSC Advances, 2014,4, 56596-56604 link
11. Bozena Sikora, Krzysztof Fronc, Izabela Kaminska, Kamil Koper, Mateusz Chwastyk, Piotr Stępień, Wojciech Paszkowicz, Tomasz Wojciechowski, Kamil Sobczak,Danek Elbaum. Fluorescence Resonance Energy Transfer between ZnO/MgO/Carboxymethyl-β-cyclodextrin and Nile Red in HeLa cells - biosensing applications. RSC Adv., 2015,5, 1323-1330 link
12. B. Sikora, K. Fronc, I. Kamińska, K. Koper, S. Szewczyk, B. Paterczyk, T. Wojciechowski, K. Sobczak, R. Minikayev, W. Paszkowicz, P. Stępień, D. Elbaum. Transport of NaYF4:Er3+, Yb3+ up-converting nanoparticles into HeLa cells. Nanotechnology. 2013 Jun 14;24(23): 235702. link
13. K. Szczepaniak, R. Worch, J. Grzyb. Ferredoxin:NADP+ oxidoreductase in junction with CdSe/ZnS quantum dots: characteristics of an enzymatically active nanohybrid. J Phys Condens Matter. 2013 May 15;25(19): 194102. link
14. J. Grzyb J, F. Xu, V. Nanda, R. Luczkowska, E. Reijerse, W. Lubitz, D. Noy. Empirical and computational design of iron-sulfur cluster proteins. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics. 2012 Aug;1817(8): 1256-62. link