Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Centrum SOLARIS

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Nowe linie w SOLARIS

Nowe linie w SOLARIS

Ochrona środowiska, nanotechnologia, diagnostyka chorób to tylko niektóre z obszarów, w obrębie których będzie można prowadzić przełomowe badania dzięki decyzji Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego o finansowaniu budowy dwóch nowych linii pomiarowych oraz stacji badawczej w synchrotronie SOLARIS.

Infrastruktura badawcza, na którą z niecierpliwością czeka polskie środowisko naukowe, to:

  • linia eksperymentalna do badań w podczerwieni (FTIR)
  • linia badawcza do multimodalnego obrazowania rentgenowskiego (POLYX)
  • stacja badawcza skaningowej transmisyjnej mikroskopii rentgenowskiej (STXM).

Zakres planowanych badań na linii FTIR mieści się głównie w nurcie zagadnień biomedycznych, od doświadczeń in vitro (prowadzonych na liniach komórkowych w warunkach laboratoryjnych) do ex vivo (na tkankach lub komórkach pobranych z organizmu), w obszarze badań podstawowych, rozwojowych i diagnostycznych.

Wykorzystanie unikatowego źródła promieniowania w obszarze podczerwieni dostarcza nieograniczonych możliwości w analizie składu i struktury molekularnej wraz z ich obrazowaniem na poziomie mikro-, a nawet nanometrycznym. Przykładem takiego obrazowania jest opis molekularnych zmian miażdżycowych w zastawce serca, detekcja wczesnego stanu zmian nowotworowych czy wyznaczenie markerów stanu zapalnego w komórkach. Badania te są niezwykle ważne, bowiem zarówno choroby układu krążenia jak i nowotwory są najczęstszą przyczyną zgonów Polaków.

Ta nowa infrastruktura pozwoli na badanie procesów fotochemicznych i fotofizycznych zachodzących w środowisku lub istotnych dla poprawy jego jakości, a także z obszaru środowiskowej degradacji dzieł sztuki. W centrum zainteresowań znajdują się również nanomateriały do magazynowania i przetwarzania energii, projektowanie biosensorów czy nanonośników substancji aktywnych farmakologicznie. Zakres tych badań wpisuje się w założenia Krajowego Programu Badań dla kierunków: Choroby cywilizacyjne, nowe leki oraz medycyna regeneracyjna; Nowoczesne technologie materiałowe i Nowe technologie w zakresie energetyki.

Za koordynację projektu są odpowiedzialni prof. dr hab. Wojciech M. Kwiatek z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN oraz dr hab. Kamilla Małek (prof. UJ) z Uniwersytetu Jagiellońskiego.

Kolejną infrastrukturą badawczą, która powstanie w Centrum SOLARIS, będzie linia do multimodalnego obrazowania rentgenowskiego (POLYX). Do badań będzie wykorzystana intensywna wiązka twardego promieniowania rentgenowskiego generowanego przez synchrotron SOLARIS. Na linii POLYX będzie dostępnych kilka technik badawczych: rentgenowska mikroskopia fluorescencyjna, mikrotomografia, spektromikroskopia absorpcyjna i mikrodyfrakcja rentgenowska.

Nowa linia eksperymentalna zapewni naukowcom z różnych dziedzin szeroki zakres możliwości aplikacyjnych. Jej interdyscyplinarny charakter umożliwi zarówno analizę nowych materiałów dla nauki i przemysłu, badania w zakresie ochrony środowiska czy biologii, jak również w obszarze dziedzictwa kulturowego. Pozwoli także na prace badawcze w dziedzinie geologii oraz może przysłużyć się w kryminalistyce do poszukiwania śladów zbrodni. 

Ważne zastosowanie POLYX to – podobnie jak w przypadku linii FTIR – patogeneza chorób i ich przebieg. Dotychczasowe doświadczenie w tym zakresie - zdobyte w europejskich synchrotronach - pokazuje, że metody badawcze oparte na fluorescencji rentgenowskiej mogą być bardzo pomocne w badaniach patogenezy schorzeń układu nerwowego, takich jak epilepsja, choroba Parkinsona czy glejowe nowotwory mózgu, oraz mechanizmów działania leków i terapii stosowanych w ich leczeniu. Wśród możliwych zastosowań techniki rentgenowskiej mikroskopii fluorescencyjnej są również badania nad terapią otyłości.

Koordynatorem merytorycznym odpowiedzialnym za projekt POLYX będzie dr hab. Paweł Korecki z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Akademię Górniczo-Hutniczą w zespole POLYX będą reprezentowali dr hab. inż. Joanna Chwiej oraz dr inż. Paweł Wróbel.

Trzeci projekt, który zostanie zrealizowany w najbliższych latach w Centrum SOLARIS, to budowa stacji badawczej skaningowej transmisyjnej mikroskopii rentgenowskiej (STXM). Stanie się ona alternatywną stacją na budowanej obecnie linii badawczej XMCD. Skaningowy mikroskop rentgenowski jest najbardziej uniwersalnym ze wszystkich typów mikroskopów rentgenowskich i praktycznie każdy z nowoczesnych synchrotronów posiada, buduje lub planuje przynajmniej jedno urządzenie tego typu. Nic dziwnego, gdyż możliwości badawcze takiego mikroskopu są bardzo szerokie, a jednocześnie związane ze strategicznymi obszarami, takimi jak nowe materiały czy ochrona środowiska. Przykładem niech będą badania materiałów elektrod akumulatorów litowych, badania polimerów oraz badania środowiskowe. W wielu krajach istotnym problemem jest zanieczyszczenie wody arsenem. Z pomocą mikroskopu bada się bakterie, które mogłyby arsen wyłapywać. Przy pomocy mikroskopu STXM w Advanced Light Source w Stanach Zjednoczonych badano także próbki cząstek komety i pyłu międzyplanetarnego.

Liderem projektu budowy mikroskopu jest dr Tolek Tyliszczak, który przez 30 lat pracował w amerykańskim synchrotronie ALS Berkeley oraz innych synchrotronach na świecie, budując stacje badawcze skaningowej mikroskopii rentgenowskiej.

Zarówno linie, jak i stacja badawcza to projekty, które zostały przygotowane dzięki współpracy kilku ośrodków badawczych w Polsce i zagranicą – zaznacza prof. dr hab. Marek Stankiewicz, dyrektor Centrum SOLARIS. Cieszymy się, że synchrotron integruje naukowców i uczelnie nie tylko, aby realizować badania, ale także aby współtworzyć infrastrukturę badawczą dla nauki.   

Linie FTIR i POLYX oraz stacja STXM powstaną w Centrum SOLARIS do 2022 roku, wzmacniając i rozszerzając potencjał badawczy polskiego synchrotronu. Aktualnie działające linie (PEEM/XAS i UARPES) oraz nowobudowane (PHELIX i XMCD) wykorzystują tylko niewielką cześć jego możliwości.

Zakup sprzętu i instalacja dwóch linii pomiarowych oraz stacji badawczej to łączna wartość blisko 27 mln złotych.

Polecamy również
Delegacja z Chińskiej Akademii Nauk o współpracy z SOLARIS
Walne Zebranie CERIC-ERIC
Wizyta Sejmowej Komisji Cyfryzacji i Innowacyjności i Nowoczesnych Technologii
SOLARIS na Forum Miast i Regionów