Naší dlouhodobou misí je výzkum nových elektrodynamických a elektronických terapeutických a diagnostických metod v biotechnologii a medicíně. K naplňování naší mise vyvíjíme výpočetní postupy a nanotechnologií umožněné experimentální metody k analýze aktivních a pasivních elektromagnetických vlastností biomateriálů od úrovně molekulární po tkáňovou.
Konkrétně vyvíjíme vysokofrekvenční planární senzory a čipy pro elektromagnetickou analýzu a manipulaci biomolekulárních nanostruktur a buněk. Prioritou našeho zájmu jsou proteinové nanostruktury se zaměřením na buněčná vlákna – mikrotubuly - z důvodu jejich zásadní biologické role v buněčném dělení a pohyblivosti a medicinské relevanci v léčebních postupech u nádorových onemocnění. Dále zkoumáme endogenní luminiscenci z organismů a její využití v neinvasivní diagnostice v biomedicíně. Naše aktivity pokrývají experimentální a teoretickou činnost společně s vývojem specializovaného experimentálního vybavení.
Radiofrekvenční a mikrovlnné biosenzory jsou platformou pro elektrickou/impedanční spektroskopii, která umožňuje detekci biomolekul a buněk bez potřeby jejich chemického značení. Biočipové struktury rovněž umožňují mikroskopickou elektrickou manipulaci jednotlivých buněk a biomolekulárních struktur. Používáme pokročilé výpočetní nástroje pro design a micro/nanofabrikační techniky pro zhotovení planárních struktur, které mohou sloužit jako biočipy pro rozpoznávání molekulárních interakcí a životaschopnosti buněk s potenciálními aplikacemi v biomedicinské diagnostice. K nahlédnutí naše odborné články (v angličtině):
Elektronické, elektrické a elektrodynamické vlastnosti molekul jsou podstatné pro jejich vzájemné interakce a biologickou funkci. Náš tým vyvíjí metody pro charakterizaci elektrodynamických vlastností proteinů a zkoumá roli těchto vlastností v biologických procesech a jejich využití v biotechnologických aplikacích. Jako model proteinové struktury tým využívá mikrotubuly, polymerová vlákna z buněčného skeletu, které mají neobyčejné elektrické vlastnosti a vibrační módy v radiofrekvenční oblasti. Znalosti elektrických a elektrodynamických vlastností jsou důležité pro pochopení funkce a vlastností biomolekul a vlivů externích elektromagnetických polí, jako například záření z mobilních telefonů nebo ultra krátkých elektrických pulsů na živé organizmy. Náš výzkum v této oblasti otevírá nové cesty pro bioelektronickou medicínu s možností aplikací v léčbě nádorových onemocnění a neurovědách. Pro více informací jsou k dispozici naše odborné články (v angličtině):
Electro-acoustic behavior of the mitotic spindle: A semi-classical coarse-grained model
Mechano-electrical vibrations of microtubules - Link to subcellular morphology
High-frequency electric field and radiation characteristics of cellular microtubule network
Electric field generated by axial longitudinal vibration modes of microtubule
Ultra slabá fotonová emise je endogenní chemiluminiscence biologických systémů. Chemické procesy vedoucí k tvorbě elektronově excitovaných molekul jsou oxidativního charakteru. Tento fenomén nevyžaduje žádné externí stimuly nebo aplikaci externích luminofory. Vyvíjíme vlastní aplikačně specifické ultra citlivé systémy pro detekci světla pro studium biofyzikálních mechanizmů, které generují ultra slabou emise fotonů v organizmech. Naše metody založené na ultra slabé emisi fotonů umožňují sledování neinvazivní oxidativního stresu v organismech bez chemického značení a ve téměř ve skutečném čase s potenciálními aplikacemi v biomedicíně, biotechnologii, zemědělství a potravinářském průmyslu. Pro více informací jsou k dispozici naše odborné články (v angličtině):
V češtině:
ÚFE provádí základní a aplikovaný výzkum v oblasti fotoniky, optoelektroniky a elektroniky. ÚFE příspívá k rozvoji poznání v těchto oblastech a vytváří širokou bázi znalostí, jako základ pro vývoj nových špičkových technologií.
+420 266 773 400
ufe@ufe.cz
Datová schránka: m54nucy
IČ: 67985882
DIČ: CZ67985882
