Optikai módszerek élő sejtek vizsgálatára

Kovács Bálint II. évf.

Konzulens: Dr. Horváth Róbert, MTA TTK MFA

Az ember célja már ősidőktől kezdve a megismerés, az őt körülvevő dolgok, jelenségek megmagyarázása, a sok ’miért?’ kérdésre való válasz megadása. De nem lehetett minden jelenséget szabad szemmel érzékelni, ezért is kellet új eszközöket megalkotni, amelyek képesek bizonyos parányi mechanizmusok, sejtek, fehérjék, vírusok vizsgálatára. Napjainkban is tart és komoly területet képvisel ezek megismerésére szolgáló minél jobb érzékelők, az úgynevezett bioszenzorok fejlesztése. Munkám során két ilyen eszközzel foglalkoztam: a hullámvezető módus spektroszkópiával (angolul Optical Waveguide Lightmode Spectroscopy, OWLS) és a kvantitatív fáziskontraszt-mikroszkóppal. Eleinte fizikai működésükkel ismerkedtem meg: mindkét módszer optikai elven alapszik, a minták a megvilágítási fényként használt lézer fázisát eltolva megváltoztatják az érzékelt jelet, amiből következtetni tudunk a végbemenő molekuláris illetve sejtszintű folyamatokra. Nagy előny, hogy jelölésmentesen végezhetünk kísérleteket, nem kell beavatkoznunk a biológiai minta működésébe.

Az OWLS kifejezetten felületi adszorpciós folyamatok vizsgálatára van specializálódva. Az eszköz alapját képző optikai hullámvezető chipben terjedő hullám egy kis része kilép a felületen kívülre, létrehozva ezzel egy úgynevezett evaneszcens teret. Ezen térbe bekerülő minta tolja el a lézer fázisát. Azonban a chip előállítása igen költséges és komoly technológiai hátteret igényel. Kísérletet tettünk egy költséghatékony polimer hullámvezető chip előállítására. Több próbálkozás után sikerült előállítani és méréseket végezni vele. Emellett C++ programozási nyelven írtam egy objektumorientált programot, ami a kísérleti adatok kiértékelésére szolgál.

A kvantitatív fáziskontraszt-mikroszkóp elődeihez képest már mennyiségi információkat is közöl, valamint 3D-ben is képes ábrázolni a vizsgált mintákat. Feladatom volt egy rákos sejttípus (HeLa) különböző felületen felvett morfológiájának a vizsgálata.

A megismert két eszköz lehetővé teszi, hogy mind mennyiségileg, mind vizuálisan is információkat nyerjünk biológiai objektumok működéséről.

szerző

Kovács Bálint
villamosmérnöki
nappali

konzulens

Dr. Horváth Róbert
tudományos főmunkatárs, laborvezető, ELKH EK MFA Nanobioszenzorika Laboratórium (külső)

helyezés

Jutalom