Zastosowanie technologii Quartz Crystal Microbalance with Dissipation w badaniach biologicznych

Wykład prof. Santos-Martinez będzie poświęcony potencjalnym zastosowaniom technologii Quartz Crystal Microbalance with Dissipation (QCM-D) w badaniach biologicznych, ze szczególnym uwzględnieniem jej osobistych doświadczeń w wykorzystaniu tej technologii do badań nad płytkami krwi oraz nanomedycyną.

Zasada działania analizatora Quartz Crystal Microbalance (QCM) opiera się na zmianach częstotliwości drgań kryształu kwarcowego w wyniku działania zmiennego pola elektrycznego. Gdy materiał osadza się na powierzchni kryształu, częstotliwość drgań zmniejsza się proporcjonalnie do masy osadzonego materiału. W przypadku cienkich i sztywnych warstw masa może być dokładnie obliczona za pomocą równania Sauerbreya (1). Jednak pomiar samej zmiany częstotliwości nie dostarcza informacji o właściwościach lepkosprężystych osadzonej warstwy. W przypadku warstw miękkich i grubych, zastosowanie równania Sauerbreya może prowadzić do niedoszacowania masy. Technologia Quartz Crystal Microbalance with Dissipation (QCM-D) umożliwia jednak, oprócz pomiaru zmian częstotliwości drgań, określenie tzw. współczynnika dyssypacji. Parametr ten odnosi się do właściwości lepkosprężystych osadzonej warstwy i może być wykorzystany do:

1. monitorowania w czasie rzeczywistym zmian konformacyjnych i strukturalnych warstwy
2. obliczania masy i grubości grubych oraz lepkosprężystych warstw za pomocą odpowiednich modeli matematycznych (2).

Podczas pracy doktorskiej prof. Santos-Martinez opracowała nową metodę ilościowego pomiaru i charakterystyki agregacji płytek krwi w warunkach przepływu z wykorzystaniem technologii QCM-D. Udowodniła, że czułość tego urządzenia pozwala na wykrywanie mikroagregatów płytek krwi, które są początkowym etapem tworzenia się zakrzepu. Od tego czasu jej zainteresowania i wiedza na temat wykorzystania tej technologii znacznie się poszerzyły, co pozwala jej na badanie wpływu różnych związków, nanomateriałów i nowych formuł na funkcje płytek krwi, a także na analizę interakcji nanomateriałów z układami biologicznymi.

(1) Sauerbrey G. The Use of Quartz Oscillators for Weighing Thin Layers and for Microweighing. Z Phys. 155 (2):206–222 (1959). https://doi.org/10.1007/BF01337937
(2) QCM-D Measurement, Biolin Scientific https://www.biolinscientific.com

Prof. Maria J. Santos-Martinez jest lekarzem medycyny, specjalistką w dziedzinie chorób układu oddechowego, absolwentką Universidad Autónoma de Barcelona (Hiszpania). Karierę naukową rozpoczęła w 2004 roku w Texas Medical Center, UTHealth Houston (USA), a w 2006 roku przeniosła się do Irlandii, gdzie w 2009 roku obroniła doktorat na Trinity College Dublin. W 2010 roku została mianowana adiunktem (Ussher) w dziedzinie odkrywania leków nanofarmaceutycznych, a obecnie pełni funkcję profesora nadzwyczajnego w School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences oraz School of Medicine na Trinity College Dublin.
Jej badania koncentrują się na płytkach krwi, nowotworach oraz nanonauce. Analizuje udział płytek krwi w progresji nowotworów oraz zastosowanie nanotechnologii w leczeniu raka, badając interakcje pomiędzy nanocząstkami opracowanymi do celów dostarczania leków, ich celami biologicznymi oraz potencjalnymi barierami, które muszą pokonać, aby zadziałać. Jej wiedza na temat płytek krwi i nanotoksykologii umożliwiła jej nawiązanie licznych krajowych i międzynarodowych współprac, pozyskanie finansowania oraz znaczący wkład w istotne publikacje naukowe w jej dziedzinie badań.

Zgłoszenia chęci udziału w wykładzie prosimy przesyłać na adres aleksandra.roman@gumed.edu.pl