I-34 MIĘDZYRESORTOWY INSTYTUT TECHNIKI RADIACYJNEJ

Image

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej I-34

http://mitr.p.lodz.pl/e_index.php

Kierownik:

Agnieszka Dybała-Defratyka 

Potencjalni promotorzy:

Agnieszka Dybała-Defratyka

Piotr Paneth

Michał Rostkowski (jako promotor pomocniczy)

Agata Sowińska (jako promotor pomocniczy)

Osoba do kontaktu:

Agnieszka Dybała-Defratyka, 42 631-31-98, agnieszka.dybala-defratyka@plodz.pl

Zakres działalności:

1. Obliczenia mechanizmów reakcji chemicznych i katalizowanych enzymatycznie
2. Badania efektów izotopowych reakcji i procesów chemicznych
3. Analiza izotopowa węgla, azotu i siarki próbek organicznych
4. Oddziaływania białko-białko i białko-ligand

Działalność obecna:

1. Izotopowe uwierzytelnianie produktów
2. Skład izotopowy jako marker w diagnostyce nowotworów
3. Połączone badania eksperymentalno-teoretyczne substancji farmakologicznie czynnych
4. Obliczenia efektów izotopowych
5. Oddziaływania białko-ligand w wybranych dehalogenazach
6. Degradacja enzymatyczna wybranych halogenopochodnych związków organicznych
7. Dynamika konformacyjna wybranych enzymów
8. Komputerowe (re)ProjectWise wybranych dehalogenaz

Przyszłe działania:

1. Kontynuacja badan składu izotopowego jako markera w diagnostyce nowotworów
2. Badania efektów izotopowych asocjacji leków w nanostrukturach
3. Komputerowe projektowania mutacji białek
4. Ewolucja enzymów biorących udział w metabolizmie trwałych zanieczyszczeń organicznych
5. Badania białek membranowych i ich oddziaływań z drobnocząsteczkowymi ligandami o potencjale farmakologicznym
6. Rozwój narzędzi obliczeniowych do obliczeń efektów izotopowych

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

1. M. Rostkowski, H. Schurner, A. Sowińska, L. Vasquez, M. Przydacz, M. Elsner, A. Dybala-Defratyka, Isotope Effects on the Vaporization of Organic Compounds from an Aqueous Solution – Insight from Experiment and Computations, J. Phys. Chem. B, 125 (2021) 13868, DOI: 10.1021/acs.jpcb.1c05574
2. M. Julien, M. Liegeois, P. Hohener, P. Paneth and G. Remaud, Intramolecular non-covalent isotope effects at natural abundance associated with the migration of paracetamol in solid matrices during liquid chromatography, J. Chromat. A 1639 (2021) 461932, DOI: 10.1016/j.chroma.2021.461932
3. A. Paneth, P. Paneth, Isotopic Consequences of Host-Guest Interactions; Noncovalent Chlorine Isotope Effects, J. Phys. Chem. B 125 (2021) 1874, DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c10691
4. L. Chai, H. Zhang, R. Song, H. Yang, H. Yu, P. Paneth, K.P. Kepp, M, Akamatsu, and L. Ji, Precision Biotransformation of Emerging Pollutants by Human Cytochrome P450 Using Computational– Experimental Synergy: A Case Study of Tris(1,3-dichloro-2-propyl) Phosphate, Environ. Sci. Technol. 55 (2021) 14037, DOI: 10.1021/acs.est.1c03036
5. “RNA-inspired intramolecular transesterification accelerates the hydrolysis of polyethylene-like polyphosphoesters” Tobias P. Haider, Oksana Suraeva, Ingo Lieberwirth, Piotr Paneth, Frederik R. Wurm Chem. Sci. 12, 16054-16064 (2021)
6. K. Bogusiak, A. Puch, R. Mostowski, M. Kozakiewicz, P. Paneth, and J. Kobos, Characteristic of Oral Squamous Cell Carcinoma Tissues Using Isotope Ratio Mass Spectrometry, J. Clin. Med. 9 (2020) 3760, DOI: 10.3390/jcm9113760
7. A. Sowińska, L. Vasquez, S. Żaczek, R. N. Manna, I. Tuñón, and A. Dybala-Defratyka, Seeking the Source of Catalytic Efficiency of Lindane Dehydrochlorinase, LinA, J. Phys. Chem. B 124 (2020) 10353, DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c08976
8. K. Klajman, A. Dybala-Defratyka, P. Paneth, Computational investigations of position-specific vapor pressure isotope effects in ethanol toward more powerful isotope models for food forensics, ACS Omega 5 (2020) 18499, DOI: 10.1021/acsomega.0c02446
9. F. Gelman, A. Dybala-Defratyka, Bromine Isotope Effects: Predictions and Measurements, Chemosphere, 246 (2020) 125746, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.125746
10. S. Kannath, P. Adamczyk, D. Ferro-Costas, D.T. Major, A. Fernandez-Ramos, A. Dybala-Defratyka, Role of Microsolvation and Quantum Effects in the Accurate Prediction of Kinetic Isotope Effects: The Case of Hydrogen Atom Abstraction in Ethanol by Atomic Hydrogen in Aqueous Solution, J. Chem. Theory Comput. 16 (2020) 847, DOI: 10.1021/acs.jctc.9b00774
11. S. Kannath, P. Adamczyk, L. Wu, H.H. Richnow, A. Dybala-Defratyka, Can Alkaline Hydrolysis of γ-HCH Serve as a Model Reaction to Study Its Aerobic Enzymatic Dehydrochlorination by LinA?, Int. J. Mol. Sci. 20 (2019) 5955, DOI: 10.3390/ijms20235955
12. G. Ciepielowski, B. Pacholczyk-Sienicka, T. Frączek, K. Klajman, P. Paneth, Ł. Albrecht, Comparison of quantitative NMR and IRMS spectrometry for the authentication of “Polish Vodka”, J. Sci. Food Agricult. 99 (2019) 263-268, DOI: 10.1002/jsfa.9168
13. M. Pokora, P. Paneth, Can Adsorption on Graphene be Used for Isotopic Enrichment? A DFT Perspective, Molecules 23 (2018) 2981, DOI: 10.3390/molecules23112981
14. S. Żaczek, J. Kowalska, A. Dybala-Defratyka, Ligand-Driven Conformational Dynamics Influences Selectvity of UbiX, ChemBioChem, 2018, DOI: 10.1002/cbic.201800389
15. L. Vasquez, M. Rostkowski, F. Gelman, A. Dybala-Defratyka, Can PIMD Make a Good Approximation for Vapor Pressure Isotope Effects Prediction for Organic Solvents? A Comparison to ONIOM QM/MM and QM Cluster Calculation, J. Phys. Chem. B, 122 (2018) 7353, DOI: 10.1021/acs.jpcb.8b03444
16. A. Drzazga, A. Sowinska, A. Krzeminska, A. Okruszek, P. Paneth, M. Koziołkiewicz, E. GendaszewskaDarmach, 2-OMe-lysophosphatidylcholine analogues are GPR119 ligands and activate insulin secretion from ßTC-3 pancreatic cells: Evaluation of structure-dependent biological activity, Biochim. Biophys. Acta 1863 (2018) 91-103, DOI: 10.1016/j.bbalip.2017.10.004,
17. R.N. Manna, A. Grzybkowska, F. Gelman, A. Dybala-Defratyka, Carbon-bromine bond cleavage – A perspective from bromine and carbon kinetic isotope effects on model debromination reactions, Chemosphere 193 (2018) 17-23, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2017.10.153

Granty (ostatnie 3 lata):

1. International Center for Research on Biobased Materials - the International Research Agendas PLUS programme of the Foundation for Polish Science, co-financed by The European Union under the European Regional Development Found
2. SONATA-BIS (UMO-2-14/14/E/ST4/00041) by NCN, Poland, Nowe perspektywy w przewidywaniu efektów izotopowych w fazie skondensowanej
3. Diamentowy Grant Program (0145/DIA/2017/46) by Ministry of Education and Science, Poland, Badania enzymatycznej biosyntezy styrenu i jego pochodnych

Słowa kluczowe:

chemia obliczeniowa, efekty izotopowe, analiza izotopowa, biochemia obliczeniowa, enzymy, dehalogenacja

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej

• Analiza strukturalna i charakterystyka oddziaływań międzycząsteczkowych w układach białko-ligand przy użyciu narzędzi chemii obliczeniowej
•  Badania porównawcze różnych narzędzi bioinformatycznych służących do projektowania mutacji białek
• Badania kinetyczne wybranych reakcji enzymatycznych
• Badania konformacyjne wybranych białek błonowych
• Narzędzia do analizy porównawczej i testowania do obliczeń efektu izotopowego
• Narzędzia testowe do wizualizacji i interpretacji oddziaływań międzycząsteczkowych

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.

Image

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej I-34

http://mitr.p.lodz.pl/e_index.php

Kierownik:

Prof. dr hab. inż. Andrzej Marcinek

Potencjalni promotorzy:

Dr hab. inż. Adam Sikora, prof. uczelni

Osoba do kontaktu:

Dr hab. inż. Adam Sikora, prof. uczelni, tel: 42-631-30-97, adam.sikora@p.lodz.pl

Zakres działalności:

Prace badawcze prowadzone w Laboratorium Chemii Biomedycznej związane są z rozwojem metod detekcji biologicznych utleniaczy i cząsteczek sygnałowych. Obejmują one projektowanie, syntezę i charakterystykę nowych próbników fluorescencyjnych do selektywnej detekcji nadtlenoazotynu (ONOO⁻ ), anionorodnika ponadtlenkowego (O₂^•−), nadtlenku wodoru (H2O2), kwasu podchlorawego (HOCl), tlenku azotu (NO), nitroksylu (HNO) i siarkowodoru (H₂S). Prowadzone są również badania dotyczące chemii biologicznej NO i HNO oraz syntezie i charakterystyce ich donorów. Prowadzimy również badania poświęcone poszukiwaniu nowych inhibitorów mieloperoksydazy oraz nowych, celowanych do mitochondriów, związków przeciwnowotworowych o działaniu antyproliferacyjnym.

Działalność obecna:

• Synteza i charakterystyka próbników luminescencyjnych do detekcji biologicznych utleniaczy (O₂^•−, H₂O₂, ONOO⁻ , HOCl);
• Projektowanie, synteza i charakterystyka nowych próbników fluorescencyjnych do detekcji cząsteczek sygnałowych: tlenku azotu (NO), nitroksylu (HNO) i siarkowodoru (H₂S);
• Projektowanie i synteza próbników fluorescencyjnych do detekcji NADH i NADPH;
• Synteza i charakterystyka nowych donorów HNO;
• Wykrywanie i oznaczanie nadtlenoazotynu generowanego z tlenku azotu w modelach chemicznych układów biologicznych;
• „crosstalk” NO/H₂S;
• Poszukiwanie specyficznych i aktywowanych redoks inhibitorów mieloperoksydazy;
• Poszukiwanie nowych związków celowanych do mitochondriów jako środków przeciwnowotworowych i antyproliferacyjnych.

Przyszłe działania:

Mechanistyczne aspekty signalingu redoks - molekularne mechanizmy persulfidacji, nitrozowania i glutationylacji tioli.

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

• Michalski, R. et al. (2020) Oxidation of ethidium-based probes by biological radicals: mechanism, kinetics and implications for the detection of superoxide. Scientific Reports 10(1),18626;
• Sikora, A. et al. (2020) Boronate-based probes for biological oxidants: A novel class of molecular tools for redox biology. Frontiers in Chemistry 8, 580899;
• Zielonka, J. et al. (2017) Mitochondria-targeted triphenylphosphonium-based compounds: Syntheses, mechanisms of action, and therapeutic and diagnostic applications. Chemical Reviews 117(15), 10043-10120;
• Smulik-Izydorczyk, R. et al. (2017) A kinetic study on the reactivity of azanone (HNO) toward its selected scavengers: Insight into its chemistry and detection. Nitric Oxide. 69, 61-68.

Prowadzimy następujące projekty badawcze:

• „Od selektywnej detekcji biologicznych utleniaczy i małocząsteczkowych związków sygnałowych do lepszego rozpoznania ich chemii biologicznej ” (NCN, program SONATA BIS, nr grantu 2015/18/E/ST4/00235), 04.2016-04.2022;
• „W poszukiwaniu specyficznych inhibitorów mieloperoksydazy, od badań mechanistycznych do zastosowania w układach enzymatycznych i komórkowych” (NCN, program SONATA, numer grantu 2018/31/D/ST4/03494), 06.2019- 06.2022.

Słowa kluczowe:

biologiczne utleniacze, signaling redoks, próbniki fluorescencyjne, związki celowane do mitochondriów, NO, HNO, H2S, nadtlenoazotyn, kwas podchlorawy, mieloperoksydaza,

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

Wykrywanie i oznaczanie ilościowe nadtlenoazotynu generowanego z tlenku azotu w chemicznych modelach układów biologicznych

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.

Image

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej I-34

http://mitr.p.lodz.pl/e_index.php

Kierownik:

Prof. dr hab. inż. Dorota Światła-Wójcik

Potencjalni promotorzy:

Prof. dr hab. inż. Dorota Światła-Wójcik

Osoba do kontaktu:

Prof. dr hab. inż. Dorota Światła-Wójcik, tel: 42-631-31-09, dorota.swiatla-wojcik@p.lodz.pl

Zakres działalności:

Grupa prowadzi badania w oparciu o symulacje komputerowe układów molekularnych i pomiary techniką radiolizy impulsowej. Prowadzone prace obejmują zagadnienia związane z rozpraszaniem energii promieniowania jonizującego w roztworach wodnych, mechanistyczny opis wysokotemperaturowej radiolizy wody, badanie wpływu rozpuszczalnika na zachowanie krótko-żyjących rodników, analizę oddziaływań wodorowych, badanie solwatacji jonów w rozpuszczalnikach binarnych.

Działalność obecna i przyszła:

• Zastosowania symulacji komputerowej metodą dynamiki molekularnej do charakterystyki oddziaływań wodorowych i badania efektów rozpuszczalnikowych w roztworach wodnych w szerokim zakresie ciśnienia i temperatury (warunki od pokojowych po superkrytyczne).
• Badania kinetyczne krótko-żyjących rodników w binarnych roztworach wodnych.
• Mechanistyczny opis wysokotemperaturowej radiolizy wody.
• Interdyscyplinarne badania podstawowe wspierające zastosowania energii jądrowej:

- symulacja radiolizy chłodziwa wodnych reaktorów jądrowych;

- analiza procesów generacji wodoru;

- opracowanie metod skutecznego kontrolowania środowiska utleniającego.

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

• D. Swiatla-Wojcik, A Numerical Simulation of Radiation Chemistry for Controlling the Oxidising Environment in Water-Cooled Nuclear Power Reactors, Appl. Sci. 12 (2022) 947.
• A. Lewandowska-Andralojc, G.L. Hug, B. Marciniak, G. Horner, D. Swiatla-Wojcik, Water-Triggered Photoinduced Electron Transfer in Acetonitrile-Water Binary Solvent. Microstructure-Tuned Reactivity of Hydrophobic Solutes. J. Phys. Chem. B 124 (2020) 5654.
• D. Swiatla-Wojcik, J. Szala-Bilnik, High Temperature Aqueous Solvent Effect on Stretching Vibrations of the Hydroxyl Radical – MD Simulation Study of Spectral Shifts and Hydrogen Bond Statistics. J. Supercrit. Fluids 143 (2019) 126. 
• D. Swiatla-Wojcik, J. Szala-Bilnik, High Temperature Aqueous Solvent Effect on Translational and Hydrogen Bond Dynamics of the Hydroxyl Radical — MD Simulation Study. J. Supercrit. Fluids 145 (2019) 103.
• L. Kazmierczak, M. Wolszczak, D. Swiatla-Wojcik, Ionic-Equilibrium-Based Mechanism of .OH Conversion to Dichloride Radical Anion in Aqueous Acidic Solutions by Kinetic and Theoretical Studies. J. Phys. Chem. B 123 (2019) 528.
• L. Kazmierczak, D. Swiatla-Wojcik, M. Wolszczak, Rate of Reaction of the Hydrogen Atom with Nitrous Oxide RSC Advances. 7 (2017) 8800.
• D. Swiatla-Wojcik, Water-Structure Based Mechanistic View on the Bimolecular Decay of the Hydrated Electron, Chem. Phys. Lett. 641 (2015) 51.
• D. Swiatla-Wojcik, A. Mozumder, Assessment of Hydrogen Bonding Effect on Ionization of Water from Ambient to Supercritical Region - MD Simulation Approach Radiat. Phys. Chem. 97 (2014) 113.

Słowa kluczowe:

solwatacja, wiązania wodorowe, rozpuszczalniki binarne, wysokotemperaturowa radioliza wody, symulacja molekularna, symulacja kinetyczna, kientyka reakcji, woda superkrytyczna

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

Symulacja kinetyczna złożonych układów chemicznych. Staż obejmuje wykonanie symulacji numerycznej oraz przeprowadzenie analizy kinetycznej złożonych układów reakcyjnych.

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.

Image

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej I-34

http://mitr.p.lodz.pl/e_index.php

Kierownik:

prof. dr hab. Halina Abramczyk

Potencjalni promotorzy:

prof. dr hab. Halina Abramczyk

Osoba do kontaktu:

prof. dr hab. Halina Abramczyk, tel: 42-631-31-88, halina.abramczyk@p.lodz.pl

Zakres działalności:

Laboratorium Laserowej Spektroskopii Molekularnej (LLSM) PŁ specjalizuje się w diagnostyce zmian nowotworowych i immunologicznych metodami optyki liniowej i nieliniowej, w szczególności technikami spektroskopii i obrazowania Ramana oraz obrazowania nanomechanicznego AFM i mikroskopii bliskiego pola SNOM. Pandemia, której jesteśmy świadkiem stymuluje rozwój badań nad wzajemnymi zależnościami między odpowiedzią immunologiczną a wewnątrzkomórkowymi szlakami metabolicznymi, które w niej pośredniczą. Badania w dziedzinie immunometabolizmu ujawniły, że podobne mechanizmy regulują odpowiedź gospodarza na infekcje, autoimmunizację i nowotwory. Narzędzia badawcze oparte o obrazowanie Ramana otwierają nowe możliwości detekcji i poznania szlaków odpowiedzi immunologicznych, rozpoznawania metabolitów regulujących te szlaki i sugerują, jak możemy je wykorzystać do optymalizacji szczepień w celu stymulowania warunków adaptacyjnego układu odpornościowego.

Badania prowadzone w LLSM potwierdzają również możliwość wdrożenia pionierskich i innowacyjnych metod diagnostyki onkologicznej opartej o biomarkery Ramana do praktyki klinicznej. Informacja biochemiczna zawarta w widmach Ramana pozwala nie tylko na postawienie diagnozy i ocenę stopnia agresywności nowotworu, ale także na zrozumienie mechanizmów przeprogramowania metabolicznego w komórkach nowotworowych oraz śledzenie zmian epigenetycznych, które zachodzą podczas rozwoju choroby nowotworowej. Badania prowadzone w LLSM pełnia kluczową rolę w opracowywaniu skutecznych terapii leczniczych. Badania prowadzone w LLSM dotyczące narzędzi diagnostyki nowotworów mają szeroki odzew społeczny i ekonomiczny na sektor medyczny poprzez możliwość translacji opracowanych metod analitycznych do klinicznej praktyki onkologicznej przyczyniając się do polepszenia rozdzielczości przestrzennej i spektralnej technik diagnostycznych (szczególnie istotne w nowotworach naciekających), wysoka czułości i swoistości diagnostyki technikami obrazowania molekularnego dają nadzieję na skrócenie czasu diagnozy, wdrożenie obiektywnych protokołów diagnostycznych, uniezależnionych od interpretacji diagnostyki. 

Działalność obecna:

Opracowywanie protokołów diagnostycznych dla zmian nowotworowych ludzkiego mózgu, gruczołu piersiowego, przewodu pokarmowego w oparciu o biomarkerów Ramana zmian nowotworowych. Analiza zmian w cyklu oddychania komórkowego w komórkach prawidłowych i zmienionych nowotworowo w oparciu o obrazowanie Ramana ze szczególnym uwzględnieniem zmian dotyczących Cytochromu C. Na chwilę obecną na podstawie badań przeprowadzonych w LLSM stwierdzono, że:

1. Spektroskopia i obrazowanie Ramana (SR i OR) pozwalają w sposób szybki i jednoznaczny na odróżnianie tkanek o budowie prawidłowej od zmienionych nowotworowo w oparciu o specyficzne białka oraz lipidy (biomarkery Ramana),
2. Czułość i swoistość opracowanych protokołów diagnostycznych bazujących na biomarkerach Ramana oszacowano, z wykorzystaniem metod chemometrycznych, na poziomie powyżej 85%,
3. Wartości biomarkerów Ramana korelują ze stopniem rozwoju choroby nowotworowej – możliwym jest stworzenie krzywych kalibracyjnych wiążących stopień złośliwości nowotworu z wartością biomarkera,
4. SR i OR pozwalają nie tylko na postawienie diagnozy ale także zrozumienie mechanizmów nowotworzenia dzięki informacji biochemicznej zawartej w widmach wibracyjnych
5. W oparciu o wyznaczone biomarkery Ramana możliwym jest; Diagnostyka zmian nowotworowych in-vivo i ex-vivo Wykonanie in-vivo zabiegów chirurgicznych nawigowanych ramanowsko Wykonanie biopsji optycznej Wykonanie wirtualnej histopatologii.

Przyszłe działania:

Translacja badań laboratoryjnych do praktyki klinicznej.

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

Informacje dotyczące publikacji I innych form upowszechniania wyników badan dostępne są na stronie LLSM: http://www.mitr.p.lodz.pl/raman/

Słowa kluczowe:

nowotwory, diagnostyka onkologiczna, obrazowanie Ramana, biomarkery Ramana

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.

Image

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej I-34

http://mitr.p.lodz.pl/e_index.php

Kierownik:

Dr hab. Magdalena Długosz-Lisiecka, prof. uczelni

Potencjalni promotorzy:

Dr hab. Magdalena Długosz-Lisiecka,

prof. uczelni Dr hab. Piotr Szajerski

Osoba do kontaktu:

Dr hab. Piotr Szajerski, tel: 42-631-31-67, piotr.szajerski@p.lodz.pl

Zakres działalności:

• Monitoring naturalnych radionuklidów w powietrzu, wodzie, glebie i innych (współpraca z Centralnym Laboratorium Ochrony Radiologicznej, Państwową Agencją Atomistyki)
• Problem aktywacji elementów konstrukcyjnych cyklotronu wiązką wysokoenergetycznych protonów (we współpracy ze Szpitalem Kopernika)
• Transport i migracja naturalnych i sztucznych radionuklidów w środowisku, wykorzystanie naturalnych i sztucznych znaczników izotopowych
• Nowe materiały do zabezpieczania odpadów promieniotwórczych i składowisk tych odpadów
• Materiały NORM i TENORM, charakterystyka, wykorzystanie, redukcja zawartości izotopów promieniotwórczych
• Materiały osłonowe do ochrony przed promieniowaniem i ocena narażenia radiologicznego
• Problem izotopów radonu w powietrzu i wodzie, oznaczanie Rn-222 i Rn-220, ocena narażenia od radonu i redukcja stężania radonu

Działalność obecna:

Laboratorium Metod Izotopowych Międzyresortowego Instytutu Techniki Radiacyjnej Politechniki Łódzkiej realizuje badania w zakresie oznaczania zawartości naturalnych i sztucznych izotopów promieniotwórczych, w dowolnych materiałach. Posiadamy szerokie możliwości pomiarowe w zakresie badania: a) promieniotwórczości naturalnej i sztucznej próbek środowiskowych (próbki gleb, roślin, wody, powietrza, żywności, itp.), b) odpadów przemysłowych (NORM, TENORM, odpady z przemysłu wydobywczego, chemicznego, hutniczego, energetyki, odpady promieniotwórcze, itp.), c) żywności, próbek biologicznych, surowców mineralnych, materiałów budowlanych oraz w aerozolach całkowitych, frakcjonowanych i innych.

Jesteśmy włączeni w krajowe i międzynarodowe systemy wczesnej detekcji skażeń promieniotwórczych. Wykorzystywana przez nas aparatura pomiarowa to nowoczesne niskotłowe spektrometry promieniowania alfa, gamma i spektrometry ciekłoscyntylacyjne oraz liczniki promieniowania beta. W oparciu o dostępne techniki pomiarowe realizujemy projekty badawcze i wdrożeniowe w ramach przedstawionego zakresu działalności i różnego rodzaju projekty interdyscyplinarne.

Przyszłe działania:

Wykorzystanie izotopów promieniotwórczych jako znaczników procesów zachodzących w środowisku; opracowanie nowych metod pomiarowych dla wybranych izotopów promieniotwórczych; badania nad nowymi materiałami dla celów ochrony radiologicznej; nowe materiały ograniczające uwalnianie i migrację radionuklidów.

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

• H. Bem, M. Długosz-Lisiecka, D. Mazurek-Rudnicka, P. Szajerski, Occurrence of 222Rn and 226,228Ra in underground water and 222Rn in soil and their mutual correlations for underground water supplies in southern Greater Poland. Environ. Geochem. Health, 2021, DOI: 10.1007/s10653-020-00792-z
• M. Długosz-Lisiecka, D. Tyborowski, M. Krystek, Radioactive fossils: The uranium anomaly and its paleobiological implications, Chemosphere 285 (2021) 131444, DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.131444
• M. Długosz-Lisiecka, T. Jakubowska, A. Zawada, High-Level Radioactive Wastes from 18F and 11C Isotopes Production J. Hazardous, Toxic and Radioactive Waste, 25 (2021) 04020072, DOI: 10.1061/(asce)hz.2153-5515.0000580
• P. Szajerski, Solidification of radioactive waste in lignite slag and bismuth oxide filled elastomer matrices: Release mechanism, immobilization efficiency, long term radiation stability and aging, Chemical Engineering Journal, 2021, 404, art. no. 126495, DOI: 10.1016/j.cej.2020.126495
• H. Bem, A. Gasiorowski, P. Szajerski, A fast method for the simultaneous determination of soil radon (222Rn) and thoron (220Rn) concentrations by liquid scintillation counting, Science of the Total Environment, 2020, 709, art. no. 136127, DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.136127

Słowa kluczowe:

monitoring radiacyjny, ochrona radiologiczna, izotopy, odpady promieniotwórcze, radon, dozymetria, (TE)NORM

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

Oznaczanie izotopów promieniotwórczych w różnych materiałach, badania transportu radionuklidów

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.

Image

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej I-34

http://mitr.p.lodz.pl/e_index.php

Kierownik:

Marian Wolszczak dr hab. inż. prof. uczelni

Potencjalni promotorzy:

Marian Wolszczak dr hab. inż. prof. uczelni

Osoba do kontaktu:

Marian Wolszczak dr hab. inż. prof. uczelni, tel: 42 631-31-59, marian.wolszczak@p.lodz.pl

Zakres działalności:

• kompleksy -polipirydynowerutenu (II) jako sondy biocząsteczek
• proces przeniesienia elektronu w obrębie helisy DNA indukowany światłem lub promieniowaniem jonizującym
• chemiczne aspekty fotodynamicznej terapii i diagnostyki przeciwnowotworowej
• synteza i zastosowanie molekularnych sond fluorescencyjnych
• interakcje leków z albuminą surowicy ludzkiej
• fotoosadzanie nanocząstek srebra na powłokach z tytanu lub matrycach DNA
• synteza nanocząstek albuminy za pomocą napromieniowania wiązką elektronów
• niektóre aspekty radiacyjnej modyfikacji polimerów przewodzących prąd elektryczny

Działalność obecna:

Procesy rodnikowe w syntezie nanostruktur białkowych z wykorzystaniem promieniowania jonizującego. Badanie zjawiska emisji światła przez agregaty albuminowe. Transfer energii w obrębie albuminy indukowany krótkimi impulsami światła laserowego. Nowe sensybilizatory do przetwarzania energii słonecznej na paliwo, ze szczególnym uwzględnieniem wodoru. Radioliza impulsowa roztworów aminokwasów i białek. Przenoszenie elektronów na duże odległości wzdłuż helisy DNA indukowane światłem laserowym pomiędzy dwoma interkalatorami, wpływ sekwencji zasad nukleotydowych. Zastosowanie teorii Marcusa do analizy procesu wygaszania elektronowo wzbudzonych stanów sond molekularnych w układach zorganizowanych.

Przyszłe działania:

Przygotowanie nanostruktur białkowych o znaczeniu medycznym, konwersja energii słonecznej w paliwo lub energię elektryczną

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

1. Synthesis and properties of targeted radioisotope carriers based on poly(Acrylic acid) nanogels M. Matusiak, B.P. Rurarz, S. Kadłubowski, M. Wolszczak, U. Karczmarczyk, M. Maurin, B. Kolesińska, P. Ulański Pharmaceutics 13 (2021) 1240
2. Dynamics of Ion Pairing in Dilute Aqueous HCl Solutions by Spectroscopic Measurements of Hydroxyl Radical Conversion into Dichloride Radical Anions L. Kazmierczak, I, Janik, M. Wolszczak, D. Swiatla-Wojcik J. Phys. Chem. B 125 (2021) 9564-9571
3. Human serum albumin binds native insulin and aggregable insulin fragments and inhibits their aggregation J. Wasko, M. Wolszczak, Z. Kaminski, M. Steblecka, B.Kolesinska Biomolecules 10 (2020) 1-25.

Słowa kluczowe:

Laserowa fotoliza błyskowa, transfer elektronów, radioliza impulsowa, fotodynamiczna terapia przeciwnowotworowa, nanostruktury albumin

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

Fotochemiczne metody badania nanostruktur albumin; Transfer elektronów w obrębie albuminy lub DNA

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.

Image

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej I-34

http://mitr.p.lodz.pl/e_index.php

Kierownik:

prof. dr hab. inż. Mariusz Wójcik

Potencjalni promotorzy:

prof. dr hab. inż. Mariusz Wójcik

Osoba do kontaktu:

prof. dr hab. inż. Mariusz Wójcik, tel: 42-631-31-94, mariusz.wojcik@p.lodz.pl

Zakres działalności:

Główne obszary działalności naukowej w naszym zespole to:

• modelowanie komputerowe procesów fizykochemicznych indukowanych radiacyjnie lub fotochemicznie
• badania rekombinacji elektronów i jonów w układach zjonizowanych
• procesy transportu i rekombinacji nośników ładunku w szkliwach organicznych, modelowanie organicznych ogniw fotowoltaicznych
• transport elektronów w cieczach dielektrycznych, m.in. w skroplonych gazach szlachetnych
• modelowanie procesów elektronowych w detektorach cząstek elementarnych, szczególnie w detektorach opartych na skroplonym argonie
• badania teoretyczne procesów dyfuzji i reakcji kontrolowanych dyfuzyjnie
• rozwój metod symulacji komputerowych

Działalność obecna:

W zespole tworzone są nowe metody symulacji komputerowych i inne narzędzia obliczeniowe przydatne w modelowaniu procesów transportu cząstek w układach nieuporządkowanych. Metody te znajdują zastosowanie w badaniach różnorodnych układów, w których obserwuje się nadmiarowe cząstki naładowane, takich jak organiczne ogniwa fotowoltaiczne, czy też detektory cząstek elementarnych. Przykładowo, badamy w jaki sposób wielkość i rodzaj nieporządku strukturalnego w danym ośrodku wpływają na prawdopodobieństwo separacji wygenerowanych w nim elektronów i dziur, które z kolei decyduje o wydajności organicznych ogniw fotowoltaicznych. W badaniach tych bierzemy pod uwagę również szczegóły konstrukcyjne ogniw. Odkryliśmy niedawno, że klasyczna teoria rekombinacji elektronów i dziur ma istotne braki i zaproponowaliśmy nowe rozwiązania o praktycznym znaczeniu.

Prowadzimy również prace w nieco innej dziedzinie związanej z fizyką cząstek elementarnych. Nasz model procesów transportu elektronów w skroplonym argonie okazał się przydatny do opisu działania detektorów cząstek elementarnych. Zostaliśmy zaproszeni do udziału w wielkim międzynarodowym projekcie o nazwie DarkSide, którego celem jest wyjaśnienie natury ciemnej materii poprzez detekcję jej hipotetycznych cząstek z wykorzystaniem detektorów zawierających wiele ton skroplonego argonu.

Przyszłe działania:

Planujemy kontynuację naszych działań, zarówno w dziedzinie fotowoltaiki organicznej, jak i w powiązaniu z fizyką detektorów. Chcemy dostarczyć użytecznych wskazań do konstrukcji wydajnych ogniw fotowoltaicznych. Chcemy równiez wspomagać fizyków cząstek elementarnych w wyjaśnianiu sekretów ciemnej materii.

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

• M. Wojcik, I. Zawieja, K. Seki, "Charge transport in disordered organic solids: Refining the Bässler equation with high-precision simulation results", J. Phys. Chem. C 124, 17879 (2020)
• E. Collado-Fregoso, S. N. Pugliese, M. Wojcik, ... , "Energy-gap law for photocurrent generation in fullerenebased organic solar cells: The case of low-donor-content blends", J. Am. Chem. Soc. 141, 2329 (2019)
• P. Agnes, I. F. M. Albuquerque, ... , M. Wojcik, ... , "Low-mass dark matter search with the DarkSide-50 experiment", Phys. Rev. Lett. 121, 081307 (2018)
• M. Wojcik, A. Nowak, K. Seki, "Geminate electron-hole recombination in organic photovoltaic cells. A semiempirical theory", J. Chem. Phys. 146, 054101 (2017)

Słowa kluczowe:

symulacje komputerowe, rekombinacja, elektron, dziura, fotowoltaika organiczna, detektory cząstek elementarnych

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

Oferujemy możliwość stażu w dziedzinie symulacji komputerowych procesów fizykochemicznych.

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.

Image

Międzyresortowy Instytut Techniki Radiacyjnej I-34

http://mitr.p.lodz.pl/e_index.php

Kierownik:

Prof. dr hab. inż. Piotr Ulański

Potencjalni promotorzy:

Dr hab. inż. Sławomir Kadłubowski

Prof. dr hab. inż. Piotr Ulański

Osoba do kontaktu:

Piotr Ulański, tel: 42-631-31-84, piotr.ulanski@p.lodz.pl

Zakres działalności:

Badania podstawowe w zakresie kinetyki i mechanizmów szybkich reakcji chemicznych i procesów fizycznych w układach polimerowych, zwłaszcza inicjowanych radiacyjnie, fotochemicznie i sonochemicznie.

• Opracowywanie nowych metod pomiarowych do badania szybkich reakcji chemicznych i procesów fizycznych, w oparciu o technikę radiolizy impulsowej.
• Opracowywanie nowych metod otrzymywania nanomateriałów, w tym zwłaszcza polimerowych (nanożele, nanocząstki białek) i metalicznych.
• Opracowywanie, otrzymywanie i badanie nowych biomateriałów polimerowych, zwłaszcza hydrożeli, oraz wyrobów medycznych (m.in. implantów)
• Opracowywanie, otrzymywanie i badanie nanomateriałów do zastosowań medycznych, w tym nanonośników do celów teranostyki nowotworów.
• Badania biozgodności biomateriałów i wyrobów medycznych, opracowywanie metod ich sterylizacji, walidacja procesów sterylizacji.
• Badania składu i właściwości materii pozaziemskiej (meteoryty).

Działalność obecna:

Testowanie nowej metody pomiaru stałej szybkości propagacji w polimeryzacji rodnikowej

• Budowa i optymalizacja układu do radiolizy impulsowej z wielokątową detekcją rozproszonego świata laserowego
• Kinetyka i mechanizm radiolizy modelowych peptydów – wyjaśnienie mechanizmu radiacyjnego sieciowania białek
• Rozwijanie nowych metod symulacyjnych i doświadczalnych do badania procesów kontrolowanych dyfuzyjnie w układach polimerowych
• Nowe materiały do tworzenia powłok antybakteryjnych i antywirusowych
• Radiacyjna synteza hydrożeli z polisacharydów
• Nowe nanonośniki polimerowe (nanoradiofarmaceutyki) do teranostyki nowotworów
• Sonochemiczne sieciowanie polimerów

Przyszłe działania:

• Zastosowanie obecnie opracowywanych nowych metod eksperymentalnych do badania mechanizmów i kinetyki złożonych procesów w układach polimerowych i nanomateriałach
• Badania mechanizmów reakcji sonochemicznych w układach polimerowych i ich zastosowania
• Nowe nanoplatformy polimerowe do kontrolowanego dostarczania leków, genów i radioizotopów
• • Synteza radiacyjna „zielonych” biomateriałów na bazie polimerów naturalnych

Publikacje/patenty/nagrody/granty:

Wykaz naszych publikacji, patentów i aktualnie realizowanych grantów jest zamieszczony na stronie http://mitr.p.lodz.pl/biomat/

Słowa kluczowe:

polimery, biomateriały, wyroby medyczne, biozgodność, kontrolowane dostarczanie leków, sterylizacja, hydrożele, nano-materiały, nanożele, materiały czułe na bodźce, chemia radiacyjna, szybkie reakcje chemiczne, radioliza impulsowa, sonochemia

Lista propozycji staży w danej grupie badawczej:

• Badanie kinetyki i mechanizmu szybkich reakcji rodnikowych w układach polimerowych i rozwijanie nowych narzędzi do tego celu
• Wytwarzanie i badanie nowych biomateriałów polimerowych do wybranych zastosowań medycznych (w skali makro, mikro lub nano)
• „Reakcje na zawołanie” – inicjowanie reakcji chemicznych za pomocą fal akustycznych (sonochemia)

The portfolio of research groups was created as part of the Programme "STER" – Internationalisation of doctoral schools” as part of the realization of the project “Curriculum for advanced doctoral education & taining – CADET Academy of Lodz University of Technology”.