Seminarų pranešimų santraukos

2015.03.10 Marija Matulionytė-Safinė, 3k. Fiz. dokt. stud. (VU)

„Šviesos inicijuoti fotoliuminescuojančių aukso nanoklasterių spektrinių pokyčių tyrimai“

Pastaruoju metu ypač daug dėmesio susilaukė itin mažo dydžio tauriųjų metalų (aukso, sidabro) nanoklasteriai, sudaryti iš kelių dešimčių atomų. Pasižymintys molekulėms būdingomis savybėmis, tokiomis kaip fotoliuminescencija, bei dėl aukso savybių lengvai modifikuojamu paviršiumi, šie nanoklasteriai yra daug žadantys fotoliuminescenciniai žymenys biomedicinoje. Visgi poveikis šviesa, nanoklasterius vaizdinant optiniais metodais, o jų sužadinimui naudojant UV arba mėlynos spektrinės srities spinduliuotę, gali sukelti nanoklasterių yrimą bei iš to kylantį jų toksiškumą.

Pranešime bus pristatyti fotoliuminescuojančių 2-(N-morfolino) etanesulfonine rūgštimi (MES) dengtų aukso nanoklasterių spektriniai pokyčiai, daleles veikiant nuolatine UV/mėlynos spektrinės srities spinduliuote.

Au-MES nanodalelių sugerties bei fotoliuminescencijos pokyčiai nanodaleles švitinant 330 nm spinduliuote

2015.03.17 Agnė Kalnaitytė, 1k. Fiz. dokt. stud. (VU)

„Kvantinių taškų fotostabilumo ir toksiškumo tyrimai terpėje su dumbliais“

Išaugus nanotechnologijų naudojimui, nanodalelės iš mūsų kasdienės aplinkos gali lengvai patekti į vandens biosistemą, o jų poveikis gyviems organizmams vis dar nėra visiškai aiškus. Todėl spektroskopijos ir mikroskopijos metodais buvo ištirtas CdSe-COOH (525 nm) kvantinių taškų dengtų gliutationu spektrinių parametrų stabilumas bei fotostabilumas terpėje su vienaląsčiais gėlavandeniais dumbliais Scenedesmus bei nustatytas mėlyno diodo spinduliuotės ir kvantinių taškų poveikis dumblių populiacijos augimui. Taip pat vandeninėje terpėje tirtas CdTe-COOH (570 nm) kvantinių taškų toksinis poveikis dumblių ląstelėms.

2015.03.24 Eglė Danielienė (LTC, VU)

„Ragenos abliacija femtosekundiniais ultravioletiniais impulsais“ (disertacijos pristatymas)

Dažniausią akių refrakcinę operaciją — lazerinę in situ keratomilezę (LASIK) — sudaro du etapai (lopelio atidalinimas ir ragenos stromos abliacija), atliekami dviem prietaisais. Pakankamos galios femtosekundine lazerine sistema su harmonikų generatoriumi būtų galima atlikti abu LASIK etapus. Atlikome ragenų abliaciją femtosekundiniais ultravioletiniais (UV) impulsais (206 nm) in vivo ir palyginome su abliacija nanosekundiniais eksimero UV impulsais (193 nm). Nepaisant ženklių impulsų intensyvumo ir pasikartojimo dažnio skirtumų, gijimo išeitys buvo panašios. Femtosekundiniais UV impulsais galima suformuoti tikslesnius abliacijos profilius, dėl silpnesnės 206 nm bangos ilgio spinduliuotės sugerties abliacijos eigą mažiau įtakoja ragenos hidratacijos lygis.

2015.03.31 Živilė Cibulskaitė, 1k. dokt. stud. (GTC)

„Kvantinių taškų toksinis poveikis žuvims“

Dėka kvantinių taškų (KT) unikalių fizikocheminių savybių, žymiai išsiplėtė jų taikymo sritys, tačiau tuo pačiu išaugo ir galimas poveikis hidrosistemoms. Nanotoksiškumas yra labai aktualus klausimas, nes nuo jo priklausys galimybės toliau taikyti šias nanodaleles. KT nanosavybės yra ištyrinėtos, tačiau jų toksiškumas žuvims ir ekotoksiškumas yra dar menkai ištirtas, o rezultatai prieštaringi.

Reikia pažymėti, kad KT sudedamųjų dalių (pvz.: sunkiųjų metalų) toksiškumas yra gerai žinomas, bet mažai yra duomenų apie KT unikalų toksiškumą, nebūdingą jį sudarantiems komponentams. KT toksiškumo įvertinimui taikomi biologiniai ir fizikiniai metodai. KT toksinis poveikis vertinamas naudojant skirtingo ontogenetinio lygio testorganizmus – žuvis (embrionus, lervas, suaugėlius) ir jų biologinius rodiklius (mirtingumą, fiziologinius rodiklius, elgsenines reakcijas ir įvairias vystymosi pažaidas).

Pranešime bus pristatyta KT ir sunkiųjų metalų toksiškumo ištirtumas pasaulyje, toksiškumo vertinimo metodai bei pateikti preliminarūs eksperimentiniai rezultatai, rodantys galimą KT toksinį poveikį žuvims ankstyvojoje ontogenezėje.

Taigi gauti tyrimo rezultatai ateityje sudarys pagrindą tiriant naują reiškinį – nanotoksiškumą ir jo mechanizmus.

2015.04.07 Laura Baliulytė, 2k. Biofiz. mag. stud. (VU)

„Mobilus telefonas – (ne)pavojingas gyvenimo elementas“

Pastaruoju metu, atliekama daug mokslinių tyrimų norint nustatyti, ar mobiliųjų telefonų skleidžiamos elektromagnetinės bangos yra kancerogenai, galintys sukelti vėžinius susirgimus. Susirūpinimą jų įtaka sveikatai išreiškė ne vienas medicinos specialistas ir tyrėjas. Nors šias prielaidas aiškiai įrodančių duomenų nėra, visuomenėje dažnai kyla diskusijos.

Pranešime bus pristatyta literatūros apžvalga apie elektromagnetinės spinduliuotės biologinį poveikį, galimą  žalą sveikatai, bei mobiliųjų telefonų skleidžiamų elektromagnetinių bangų didžiausią leistiną sugertį charakterizuojantį santykinį absorbcijos rodiklį (SAR). Taip pat bus pateiktos rekomendacijos kaip galima sumažinti elektromagnetinės spinduliuotės poveikį, naudojantis mobiliuoju telefonu.

2015.04.14 dr. Sergey P. Babailov, AV Nikolaeyev’s Institute of Inorganic Chemistry, Novosibirsk, Russia

„Lanthanide Complexes as Probes of Molecular Dynamics and Contrast Reagents for MRI Diagnosing“

Magnetic Resonance Imaging (MRI) is routinely used in the clinic to visualize the structure and function of organs. For several applications, including tumor and cardiovascular imaging in clinic and in vivo studies, an enhancement in contrast is an absolute requirement to improve the sensitivity and the diagnostic contents of the images. For this, several contrast agents (CAs) have been developed over the past years, most of which incorporates paramagnetic gadolinium ions (Gd³⁺). Currently, complexes of the different lanthanides (Ln, other than Gd), remain largely unexplored as probes for nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) and MRI.

Recent studies have demonstrated that MRI can be used as a tool for noninvasively assessing temperature changes in tissues associated with absorption of nonionizing radiation. As an example, we initially proposed the use of special NMR thermo-sensitive contrast reagents (NMR-TSCR) based on paramagnetic Ln complexes. This technique can diagnose conditions such as inflammatory reactions and cancer. The mechanism of action of NMR-TSCR is based on the substantial dependence of lanthanide-induced shifts (LIS) in NMR spectra on temperature. This new approach is characterized by: (a) Non-invasive in comparison with the known methods of temperature microprobe, (b) the possibility of the temperature and pH determination on almost any depth from the surface of the body as opposed to, for example, the fluorescence-based diagnostics (FD) and infrared (IR) diagnostics; (c) compatibility directly with the photo-dynamic therapy (PDT), neutron and proton capture therapy. According to our evaluations, temperature determination error (ΔT) is ~0.3 K and 3D resolution (ΔL) is ~30 mkm.

The report also contain: (1) development of the method of the molecular structure determination of paramagnetic Ln complexes in solution according to the combined analysis of LIS and of the paramagnetic spin-lattice relaxation enhancement; (2) development of the technique for the kinetic parameters determination of the intramolecular and intermolecular dynamics in paramagnetic Ln complexes based on the study the NMR signals lineshape (with temperature changes of LIS); (3) the information about the molecular structure and the dynamics of Ln coordination compounds with macrocyclic (cyclodextrins, crown-ethers and DOTA-like molecules) and acyclic (EDTA-like) ligands in solutions.

As illustration of my other activities, few examples of NMR applications for photochemical reactions will be presented.

2015.04.28 Julius Pakalniškis, 2k. Biofiz. mag. stud. (VU)

„Bioninės galūnės – nuo fantazijos iki realybės“

Keli šimtai tūkstančių žmonių negali valdyti arba neturi vienos ar kelių galūnių. Jas gali pakeisti dirbtine. Seniau buvo naudojami paprasti kabliai, pagaliai. Šiuolaikiniai įrenginiai gali netik judėti, bet ir jausti. Bioninės yra moderniausios šiuo metugalūnės. Yra neviena skirtinga metodika prijungti šį sudėtingą mechanizmą prie žmogaus kūno. Dažniausiai yra taikoma paviršinė elektromiograma registruoti kūno siunčiamą informaciją įrenginiui. Priešinga kryptimi – per odos receptorius. Tačiau kiekvienas iš būdų turi trūkumų, kurie labai apriboja bioninių galūnių naudojimą arba išvis neleidžia jų naudojimą buityje. Kitas būdas, kuris dar nėra aprašytas literatūroje, tai žadinti neuronus šviesa. Bakteriorodopsinas – bakterijų membranose randamas baltymas, kuris naudodamas sugertos šviesos energiją pumpuoja vandenilio jonus per membraną. Yra straipsnių aiškinančių, kad pavyko įterpti šį baltymą į neuronus ir juos aktyvuoti šviesos pagalba. Įsiuvus šviesos šaltinius po odą būtų galima dirginti neuronus tiesiogiai neinvaziniu būdų. Toks metodas turi daugybę privalumų – didelis informacijos srautas, sensorika be apsimokymo, ilgalaikis, pritaikomas buityje bei kita.

2015.05.05 Dainius Rupšys, 2k. Biofiz. mag. stud.(VU)

„Nanosensoriai medicinoje ‒ „Lab-on-chip““

Laboratorija vienoje mikroschemoje (ang. Lab-on-chip) – tai ateities technologija, kuri leis atlikti laboratorijos operacijas naudojant miniatiurizuotą priestaisą „Lab-on-chip“, kuris turės daugybę privalumų. Privalumai tokie, kaip greitais ir patobus ligų diagnozavimas, paprastumas ir integralumas. Kuriant ir gaminant tokias miniatiurizuotas sistemas susiduriama su daugybe iššūkių, taičiau fizikai, chemikai bei inžinieriai jau artėja prie tų pirmųujų sistemų, su daug žadančiomis funkcijomis, sukūrimo.

Pranešime bus pagrindiniai mokslo pasiekimai šioje srityje, sumanyti pritaikymai medicinoje. Taip pat bus įvertinta kokios perspetyvos laukia šių sistemų.

2015.05.05 Vytautas Rafanavičius, 2k. Biofiz. mag. stud. (VU)

„Optiniai biojutikliai“

Norint tiksliau, greičiau ir su didesniu jautrumu nustatyti organizme atsiradusius pokyčius reikalingi nauji sprendimai biomolekulių registravime. Tokių molekulių dydis siekia keletą nanometrų, todėl biosensoriai taip pat turėtų būti panašių matmenų. Optiniai biosensoriai tai viena iš technologijų galinčių nutiesti naują kelią medicininėje diagnostikoje. Nors literatūroje paskelbta nemažai darbų pristatančių tokių jutiklių perspektyvas, tačiau praktinių jų taikymų – labai nedaug. Susidomėjimas šia tyrimų sritimi sparčiai auga, todėl verta su ja susipažinti plačiau tiek iš architektūrinės – sensoriaus projektavimo techninių galimybių pusės, tiek iš biofizikinės – galimybių registruoti biomolekules.

[D. Dey and T. Goswami, J. Biomed.Biotechnol., 2011]

2015.05.12 Laima Budėnaitė, 1k. Nanobiotechnol. mag. stud. (VGTU)

„Fotoliuminescuojančių aukso nanodalelių citotoksiškumas ir kaupimosi ląstelėse dėsningumai“ (Studentų mokslinių tyrimų (LMT) ataskaita)

Dėl unikalių optoelektroninių savybių, lengvai modifikuojamo paviršiaus prijungiant biologines molekules ar vaistus ir mažo citotoksiškumo, aukso nanodalelės yra populiarus mokslinių tyrimų objektas. Pastaraisiais metais vis didesnio dėmesio susilaukia itin mažos aukso nanodalelės (<1 nm), kurios pasižymi fotoliuminescencinėmis savybėmis ir gali būti naudojamos fluorescenciniame vaizdinime. Tikimasi, kad dėl visų šių savybių netolimoje ateityje aukso nanodalelės bus naudojamos gydant ir diagnozuojant onkologines ligas. Tačiau norint pritaikyti tokias nanodaleles biomedicinoje būtina ištirti jų kaupimosi, patekimo į ląsteles dėsningumus bei biologinį poveikį. Šiame darbe buvo tirtas fotoliuminescuojančių 2-(N-morfolino)-etansulfonine rūgštimi dengtų aukso nanoklasterių (Au-MES) citotoksiškumas ir susikaupimas epitelinėse krūties vėžio ląstelėse MCF-7.

Kairėje pusėje paveikslas vaizduoja Au-MES nanoklasterių susikaupimą MCF-7 ląstelėse po 6 valandų inkubacijos. Žaliai fotoliuminescuoja Au-MES nanoklasteriai, o raudonai – propidžio jodidu nudažytos negyvos ląstelės. Spektras dešinėje pusėje vaizduoja, kaip kinta fotoliuminescencijos intensyvumas, priklausomai nuo inkubacijos laiko.

2015.05.19 Eglė Daugėlaitė, 1k. Biofiz.mag. stud. (VU)

„Magnetinių nanodalelių vaizdinimas in vivo“

Superparamagnetinės geležies oksido nanodalelės (SPION’s) atstovauja naują neigiamų kontrastinių Magnetinio rezonansinio vaizdinio (MRV) agentų klasę, kurios sukuria žymų signalo sumažėjimą T2* magnetinio rezonanso vaizduose. Šios nanodalelės yra ypač patrauklios neinvaziniame biomediciniame vaizdinime ir savo magnetinių savybių dėka gali būti sėkmingai taikytinos klinikinėje diagnostikoje. Pranešime bus pristatyta literatūros apžvalga apie magnetinių nanodalelių taikymo galimybes biomedicinoje akcentuojant navikinių darinių vaizdinimą.

Pranešime taip pat bus pateikti eksperimentiniai rezultatai apie MR signalo priklausomybė nuo SPION‘ų koncentracijos biologinėje terpėje. Pristatyti vaizdinimo optimizavimo tyrimai ir įvertintas magnetinių nanodalelių judėjimas ir pasiskirstymą in vivo naudojant eksperimentinių gyvūnų modelį. Gauti rezultatai bus palyginti su šiai dienai pasaulio mokslininkų atliekamais darbais vaizdinant navikinius darinius ar organizmo pažaidas naudojant magnetines nanodaleles.

2015.05.26 dr. Simona Steponkienė

„Anti-CD44 konjuguotų kvantinių taškų selektyvus kaupimasis ir pasiskirstymas į kamienines panašiose žmogaus krūties vėžinėse ląstelėse“

Atliktų fundamentaliųjų darbų bei mokslo tyrimų rezultatai rodo, kad už prastą gydomąjį efektą, metastazes bei naviko atsinaujinimą po taikyto gydymo gali būti atsakinga vėžinių ląstelių subpopuliacija, pasižyminti kamieninių ląstelių savybėmis (VKL). Šios subpopuliacijos vėžinėms ląstelėms būdingi genų raiškos pokyčiai ir mutacijos, susijusios su apoptozės slopinimu, proliferacijos aktyvinimu, molekulių transportavimo ir vaistų šalinimo iš ląstelės mechanizmų įjungimu. Todėl daroma prielaida, kad nuo vėžinių kamieninių ląstelių, pasižyminčių aktyviais molekuliniais rezistentiškumo mechanizmais, priklauso atsparumas taikomai terapijai bei metastazių formavimasis.

Pranešime aptarsime kvantinių taškų, magnetinių, apkonvertuojančių ir kitų nanodalelių pritaikymą VKL aptikti ir sunaikinti. Pristatysime kvantinių taškų selektyvumo krūties VKL bei kaupimosi lokalizacijos jose eksperimentinius tyrimus. Taip pat pateiksime eksperimentiniu tyrimų rezultatus apie kvantinių taškų gebėjimą įtraukti į VKL vidų terapinę molekulę. Gautus rezultatus palyginsime su straipsniais, kuriuose aprašytas sėkmingas chemoterapijai ir radioterapijai atsparių VKL sunaikinimas nanotechnologijų – anglies ir aukso nanodalelių – pagalba.

2015.06.09 Greta Jarockytė, 3k. Biofiz. bak. stud. (VU)

„Gama spinduliuotės poveikis krūties vėžio ląstelėms“

Radioterapija yra vienas iš dažniausiai taikomų gydymo metodų šiuolaikinėje onkologijoje. Didžiausias šio metodo trūkumas yra tai, kad dalis vėžinių ląstelių geba prisitaikyti prie spinduliuotės ir nežūsta gydymo metu. Vėliau tokios ląstelės gali formuoti naujus auglius. Šiuo metu vis dar nėra vieningo sutarimo, kas lemia atsparumą radioterapijai, todėl reikalingi tolesni tyrimai su vėžinėmis ląstelėmis.

Tyrimo metu siekėme nustatyti, kaip gama spinduliuotė paveikia krūties vėžio ląsteles MCF-7.  Pirmiausia buvo pastebėta, kad po radioterapijos ląstelės pasikeitė morfologiškai: pakito ne tik pačių ląstelių, bet ir jų branduolių dydis. Atlikus ląstelių inkubaciją su kvantiniais taškais paaiškėjo, kad ne visos švitintos ląstelės kaupia daleles, tuo tarpu kontrolinėse ląstelėse susikaupimas buvo homogeniškas. Siekiant patikrinti hipotezę, kad atsparumą spinduliuotei sukelia ląstelių kamieniškumas, buvo tiriama CD24 ir CD44 antigenų ekspresija švitintose ląstelėse. Atliktas tyrimas parodė, kad po radioterapijos ląstelių membranose yra daugiau CD44 antigeno, nei kontrolinėje grupė. Vadinasi, gama spinduliuotė keičia vėžinės ląstelės gyvavimo ciklą ir skatina ląstelių kamieniškumą.

MCF-7 ląstelių branduolių dydžio pasiskirstymas.

2015.06.16 dr. Romualdas Rudys

„Optoakustinis vaizdinimas fundamentika ir perspektyvos“

2015.06.23 Dainius Rupšys, 2k. Biofiz. mag. stud. (VU)

„BSA-Au nanoklasterių fotostabilumo ir singuletinio deguonies generacijos tyrimai“

Metalo nanoklasteriai – turinčios pritaikymo potencialą biomedicinoje nanodalelės, kurių dydis nesiekia kelių nanometrų bei pasižymi savybėmis, kurios būdingos molekulėms. Fotoliuminescencija, didelė rentgeno spindulių sugertis, legvai modifikuojamas paviršius, biologiškas selektyvumas – metalų nanoklasterių savybės leisiančios pritaikyti juos dvejopoje medicinos diagnostikoje, kurios metu yra stebima fotoliuminescencija ir rentgeno kontrastiškumas. Jų optinės, fizikinės savybės gana plačiai išnagrinėtos, tačiau šiuo metu nėra atliktų konkrečių tyrimų apie jų fotostabilumą ir singletinio deguonies generaciją.

Pranešime bus pristatyti fotoliumenescuojančių jaučio serumo albuminu  (JSA) stabilizuotų aukso nanoklasterių spektriniai pokyčiai viekiant nuolatine UV/Vis spektrinės srities spinduliuote. Taip pat bus pristatyti  JSA-Au nanoklasterių singletinio deguonies generacijos tyrimai naudojant SOSG.

2015.06.30 Ignas Jurčiukonis, 1k. Biofiz. mag. stud.(VU)

 „NaYF4:Yb3+,Er3+ aukštynkeičių nanodalelių pritaikymas vėžinių ląstelių tyrimams. Paviršiaus modifikavimas, citotoksiškumas, optinis vaizdinimas, koloidinis stabilumas“