Informacja dla studentów (II rok licencjat) wybierających Katedry

Katedra Chemii Fizycznej (KChF) prowadzi swoją działalność naukową w ramach trzech pracowni (w nawiasie podano nazwisko kierownika jednostki naukowej):  Pracownia Rentgenografii i Spektroskopii (prof. Jerzy Błażejowski), Pracownia Badań Luminescencyjnych (prof. Karol Krzymiński), Pracownia Sensybilizatorów Biologicznych (prof. Janusz Rak).

Tematy prac licencjackich wynikają bezpośrednio z działalności badawczej Katedry. Poniżej, krótko scharakteryzowano tematykę poszczególnych Pracowni, zwracając szczególną uwagę na  techniki, z którymi zetkniecie się Państwo i umiejętności, które nabędziecie realizując pracę licencjacką w KChF (umiejętności te to główny element, na który powinniście zwracać uwagę wybierając miejsce wykonywania pracy licencjackiej, ponieważ to właśnie swoje doświadczenia zawodowe opisujecie w CV, analizowanym najpierw przez dział rekrutacji, a potem przez potencjalnego pracodawcę działającego na dzisiejszym, niewątpliwie trudnym, rynku pracy. Możecie sprawdzić na jakie umiejętności zwracają uwagę pracodawcy analizując kilka propozycji opublikowanych np. przez jobvector (http://www.jobvector.pl/) - serwis ofert pracy w polskiej branży naukowo-technicznej). Metody i techniki stosowane w poszczególnych grupach badawczych zostały podkreślone przez wytłuszczenie (patrz niżej – charakterystyka pracowni) .

Pracownia Rentgenografii i Spektroskopii (PRS). Badania dotyczące substancji aktywnych farmakologicznie mogących tworzyć wieloskładnikowe układy krystaliczne stanowi dynamicznie rozwijający się obszar inżynierii kryształów. Jest to związane z tym, iż oprócz potencjału poznawczego, wieloskładnikowe układy krystaliczne zawierające substancje aktywne farmakologiczne mogą znajdować zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym z uwagi na ich specyficzne właściwości – znacząco różniące się od właściwości pojedynczych składników aktywnych takich układów. Do substancji aktywnych farmakologicznie należy 9-aminoakrydyna oraz jej pochodne. Związki te wykazują szerokie spektrum aktywności biologicznej. Faktycznie, posiadają właściwości przeciwpierwotniakowe, przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe, przeciwnowotworowe, przeciwprionowe i wiele innych. Działalność naukowa zespołu obejmuje: (i) otrzymywanie kokryształów o potencjalnej aktywności biologicznej; (ii) określenie ich właściwości fizykochemicznych; (iii) wyznaczenie struktury krystalicznej tych związków; (iv) określenie aktywności biologicznej otrzymanych kokryształów (współpraca z zespołem z GUMED).

Pracownia Badań Luminescencyjnych (PBL). Studenci wykonujący prace licencjackie w PBL zapoznają się oraz uzyskają umiejętności praktyczne dotyczące różnych aspektów pomiarów fizykochemicznych z użyciem nowoczesnej i często unikatowej aparatury naukowej. W szczególności, tematyka pracy dotyczyć będzie jednego z następujących obszarów wiedzy:

− elementów syntezy heterocyklicznej (otrzymywanie i charakterystyka  luminogennych pochodnych akrydyny, flawonoli i innych); chromatografii klasycznej (TLC, LC), spektroskopii (NMR, UV-VIS, IR, spektrometria mas) i analizy termicznej (DSC, TG) w ustalaniu tożsamości nowych związków;

− fizykochemii i zastosowań luminogennych (świecących) związków organicznych (pomiary luminescencji i fluorescencji i ich zastosowanie w analizie śladowej);

−  metod obliczeniowych w badaniach struktury i mechanizmów reakcji organicznych (metody półempiryczne, DFT, TD-DFT, MP2).

− elementów immunodiagnostyki medycznej (znakowanie luminescencyjne i badanie reakcji immunochemicznych − współpraca z Katedrą Mikrobiologii PG).

−  analityki leków, witamin i innych prób biologicznych metodami wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC), podstawy oceny statystycznej wyników.

Wśród dostępnej aparatury badawczej znajdują się wysokiej klasy luminometry płytkowe (czytniki mikropłytek) − Ascent FL firmy Labsystems, Centro XS³ ze zliczaniem pojedynczych fotonów firmy Berthold  i inne, wykorzystywane obecnie w ultraczułych testach mikrobiologicznych (np. testy ELISA, CLIA, Western Blot), Fluorymetr stacjonarny Cary firmy Varian, zestawy HPLC z detektorem absorpcyjnym UV-Vis (Beckmann) oraz fluorescencyjnym (Waters), spektrofotometry absorpcyjne UV-Vis i IR (Perkin Elmer),   reaktor mikrofalowy i inne.

      Praca licencjacka wykonywana w PBL pozwoli na gruntowne opanowanie warsztatu pracy fizykochemika, co umożliwi podjęcie dalszych studiów magisterskich w wybranych przez Was specjalnościach. Zakończy się też nabyciem przez Was biegłości w dziedzinie pomiarów fizykochemicznych, wykorzystywanych nie tylko w laboratoriach naukowych, ale też przemysłowych, farmaceutycznych, mikrobiologicznych i innych − gdzie powszechnie stosuje się dziś fizykochemiczne metody analizy.

Pracownia Sensybilizatorów Biologicznych (PSB). Sensybilizatory to mówiąc prościej uczulacze. W PSB  poszukujemy substancji chemicznych, które wprowadzone do komórki nowotworowej uczulą ją na promieniowanie zarówno jonizujące (radioterapia nowotworów; w warunkach fizjologicznych komórki nowotworów charakteryzuje często niski poziom tlenu, co zwiększa ich oporność na promieniowanie wysokoenergetyczne i wymaga użycia uczulacza), jak i UV (fototerapia dynamiczna nowotworów). Głównym celem radio-/fototerapii jest selektywne uszkodzenie DNA, gdyż prowadzi ono do apoptozy, tj. programowanej śmierci komórki. Dlatego w naszej działalności naukowej: (i) projektujemy, przy wykorzystaniu narzędzi chemii komputerowej, molekuły uczulające DNA na promieniowanie, (ii) syntezujemy zaprojektowane teoretycznie indywidua (przede wszystkim modyfikowane nukleozydy), (iii) wprowadzamy je do syntetycznych molekuł DNA działając ligazą i polimerazą DNA lub wykorzystując reakcję PCR, (iv) naświetlamy/napromieniamy tak zmodyfikowane cząsteczki DNA i oznaczamy rodzaj i stopień uszkodzenia stosując różne warianty elektroforezy żelowej, HPLC/DHPLC oraz spektrometrię mas, (v) modyfikacje prowadzące szczególnie wydajnie do uszkodzeń wprowadzamy do genomu komórek nowotworowych, (vi) hodowle zawierające  znakowane komórki naświetlamy/napromieniamy, a następnie (vi) badamy odpowiedź komórkową używając szeregu metod takich jak: testy przeżywalności (np. MTT), cytometryczne określenie liczby komórek żywych, apoptycznych i nekrotycznych, oznaczenie liczby pęknięć jednoniciowych z wykorzystaniem testu TUNEL i cytometru przepływowego oraz testu kometowego, oznaczenie liczby pęknięć dwuniciowych (DSB) przez cytometryczne lub mikroskopowe określenie ilości ognisk γH2AX i 53BP1, określenie intensywności naprawy dwuniciowych pęknięć przez oznaczenie statusu markera NHEJ, głównej drogi naprawy DSB – ufosforylownej postaci białka DNA-PK, tj. pDNA-PK (western blot), klonogeniczny test przeżywalności, umożliwiający określenie możliwości wznowy proliferacji po zastosowaniu uczulacza wraz z określoną dawką promieniowania. 

Prace licencjackie wykonywane w Katedrze Chemii Fizycznej w roku akademickim 2013/2014 (w nawiasie wyszczególniono techniki/metody które wykorzystano realizując konkretną pracę licencjacką)

Pracownia Badań Luminescencyjnych

1. Synteza i spektroskopia pochodnych akrydyny o właściwościach luminogennych (synteza heterocykliczna, spektroskopia (NMR, MS, UV-Vis), fluorymetria) – opiekun K. Krzymiński.
2. Fluorymetryczne oznaczanie witaminy B₁ w ludzkiej krwi (techniki HPLC z detekcją fluorescencyjną oraz spektrofluorymetria stacjonarna, elementy statystyki) – opiekun K. Krzymiński.
3. Ocena sprawności kolumn chromatograficznych w systemie RP-HPLC (standaryzacja kolumn chromatograficznych) – opiekun K. Krzymiński.
4. Badanie i zastosowanie nowych znaczników luminescencyjnych wywodzących się od estrów akrydyniowych (elementy immunodiagnostyki medycznej, płytkowe pomiary luminescencji)  – opiekun K. Krzymiński.
5. Badania nad luminoforami na bazie kationów akrydyniowych (synteza związków heterocyklicznych, spektroskopia (NMR, MS, UV-Vis, IR), chromatografia HPLC, płytkowe pomiary luminescencji) − opiekun B. Zadykowicz.
6. Mechanizm reakcji chemiluminescencji kationu 10-metylo-9-((tiofenoksy)karbonylo)akrydyniowego (obliczenia kwantowochemiczne, technika HPLC z użyciem detektora absorpcyjnego) − opiekun B. Zadykowicz.

Pracownia Rentgenografii i Spektroskopii

7. „Struktura krystaliczna półhydratu kwasu 2,4-dihydroksybenzoesowego” (rentgenowska analiza strukturalna monokryształów, techniki krystalizacji związków, pomiary temperatury topnienia, otrzymywanie, krystalizacja, oczyszczanie związków chemicznych oraz badanie ich właściwości fizykochemicznych (rozpuszczalność, temperatura topnienia ustalanie struktury) – opiekun A. Sikorski.

Pracownia Sensybilizatorów Biologicznych

8. Badania właściwości elektrofilowych par zasad nukleinowych przy użyciu metod chemii obliczeniowej (chemia komputerowa/obliczenia kwantowochemiczne; praca w systemach unixowych, z użyciem oprogramowania Gaussian; umiejętność analizy i obróbki danych, pracy z programami graficznymi zarówno chemicznymi (GaussView), jak i ogólnego zastosowania (CorelDraw)) − opiekun P. Storoniak.
9. Zasady nukleinowe modyfikowane grupą cyjanianową jako potencjalne radiosensybilizatory” (chemia komputerowa/obliczenia kwantowochemiczne; praca w systemach unixowych, z użyciem oprogramowania Gaussian; umiejętność analizy i obróbki danych, pracy z programami graficznymi zarówno chemicznymi (GaussView), jak i ogólnego zastosowania (CorelDraw)) − opiekun L. Chomicz.
10. Pochodne zasad nukleinowych podstawionych grupą rodankową jako potencjalne radiosensybilizatory” (chemia komputerowa/obliczenia kwantowochemiczne; praca w systemach unixowych, z użyciem oprogramowania Gaussian; umiejętność analizy i obróbki danych, pracy z programami graficznymi zarówno chemicznymi (GaussView), jak i ogólnego zastosowania (CorelDraw)) − opiekun L. Chomicz.