Rozszerzony profil badań Najistotniejsze osiągnięcia naukowe w

Laboratorium Mikroskopii Skaningowej
A. Rozszerzony profil badań
Profil badawczy Laboratorium SEM wynika z możliwości zastosowania techniki i metod
nowoczesnej skaningowej mikroskopii elektronowej w monitoringu środowiska
przyrodniczego. Badania podstawowe i aplikacyjne związane są z biologią ogólną,
eksperymentalną i biotechnologią środowiska. W tym celu Laboratorium uczestniczy w
bieżących projektach badawczych, badaniach statutowych i własnych Wydziału Biologii i
Ochrony Środowiska w takich zagadnieniach jak kompleksowe badania struktur
powierzchniowych, tkankowych i komórkowych obiektów roślinnych i zwierzęcych;
monitoring procesów wzrostu i rozwoju organizmów żywych w warunkach in vivo i in
vitro; mikroorganizmy w detekcji substancji toksycznych w środowisku (projekt
ABTOW); analiza procesu degradacji tworzyw sztucznych (biodegradacja przez bakterie
i grzyby mikroskopowe modyfikowanych folii polietylenowych i politereftalanowych);
analiza cech fenotypowych roślin i zwierząt i ich przydatność w taksonomii i filogenezie;
kompleksowe badania struktury i składu chemicznego obiektów biologicznych i
materiałowych (projekt ZIZOZAP); zjawiska koncentracji metali ciężkich w strukturach
biologicznych (mikroanaliza rentgenowska SEM-EDS). SEM-Lab prowadzi szkolenia,
warsztaty i zajęcia dla studentów w zakresie stosowania nowoczesnych metod
badawczych w skaningowej mikroskopii elektronowej oraz doradztwo naukowotechniczne (konsultacje specjalistyczne w zakresie metod badawczych, oceny i jakości
materiału biologicznego, interpretacja i analiza obrazu). Wykorzystanie skaningowej
mikroskopii elektronowej w w/w badaniach umożliwia kompleksową diagnostykę
organizmów i materii nieożywionej na poziomie ich morfologii, ultrastruktury i składu
chemicznego. Technika SEM jest zatem jedną z najbardziej podstawowych metod
obrazowania i diagnozowania elementów środowiska, zwłaszcza środowisk
zdegradowanych. Do badań wykorzystywane są dwa skaningowe mikroskopy
elektronowe (FE-SEM Hitachi SU 8010 z mikrosondą rentgenowską i komorą do
mrożenia preparatów cryo oraz wysokopróżniowy mikroskop skaningowy Tesla BS 340),
mikroskop stereoskopowy oraz punkt krytyczny CPD i napylarka próżniowa). Szereg
badań prowadzi się we współpracy z innymi jednostkami Uniwersytetu Śląskiego (Zakład
Komputerowych Systemów Biomedycznych, Laboratorium Badań Strukturalnych w
Instytucie Fizyki; Śląskie Międzyuczelniane Centrum Edukacji i Badań
Interdyscyplinarnych) oraz z innymi jednostkami naukowymi (Uniwersytet Jagielloński,
Politechnika Śląska, Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w
Gliwicach, Uniwersytet Opolski, SGGW, Instytut Nenckiego w Warszawie).
B. Najistotniejsze osiągnięcia naukowe w ciągu ostatnich pięciu lat (2009-2013)
Opracowanie kryteriów analizy obrazu powierzchni epidermy organów wegetatywnych i
generatywnych roślin w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM)
Patent nr 213158, styczeń 2013 r. - udzielenie patentu
SPOSÓB
PRZYGOTOWANIA
UWODNIONEJ
PRÓBKI
MATERIAŁU
BIOLOGICZNEGO DO TRÓJWYMIAROWYCH ANALIZ MIKROSKOPEM
ŚWIETLNYM I ELEKTRONOWYM
Twórcy wynalazku: dr Andrzej Woźnica, dr Jagna Karcz, dr Tytus Bernaś, dr
Agnieszka Nowak
Opis: Sposób ujawnia skuteczną obróbkę uwodnionych próbek materiału biologicznego,
przeznaczonych do trójwymiarowych analiz z wykorzystaniem mikroskopu świetlnego
lub skaningowego mikroskopu elektronowego, zwłaszcza próbek o delikatnej strukturze
przestrzennej, utrzymywanej przez wewnętrzne siły hydrostatyczne. Obróbkę prowadzi
się w dwufazowym procesie zamrażania i liofilizacji w odpowiednich temperaturach i
ciśnieniu.
C. Pięć najważniejszych publikacji naukowych w okresie 2009-2013
Karcz J., Bernas T., Nowak A., Talik E., Woznica A. 2012. Application of lyophilization to prepare the
nitrifying bacterial biofilm for imaging with scanning electron microscopy. Scanning 34: 26–36.
Kończak B., Karcz J., Miksch K. 2012. Nowoczesne techniki mikroskopowe i biologii molekularnej w ocenie
granulowanej biomasy. Postępy Mikrobiologii 51(1), 67-74
Nowak B., Pająk J., Karcz J. 2012. Biodegradation of pre-aged modified polyethylene films. Scanning Electron
Microscopy edited by V. Kazmiruk, Publisher: InTech., Chapter 32: 643-670.
Słomka A., Jędrzejczyk-Korycińska M., Rostański A., Karcz J., Kawalec P., Kuta E. 2012. Heavy metals in soil
affect reproductive processes more than morphological characters in Viola tricolor. Environmental and
Experimental Botany 75: 204-211.
Woznica A., Karcz J., Nowak A., Gmur A. and Bernas T. 2010. Spatial architecture of nitrifying bacteria
biofilm immobilized on polyurethane foam in an automatic biodetector for water toxicity. Microscopy and
Microanalysis, 16, 550-560.