Zařízení pro laboratoř spektrálně a časově rozlišené infračervené luminiscence

Část 6 – Soubor zařízení pro laboratoř spektrálně a časově rozlišené infračervené luminiscence

Sestava přístrojů je postavena kolem optického epiluminiscenčního mikroskopu s nekonečnou optikou. Ten je vybaven sadou objektivů o různých zvětšeních, z nichž některé jsou vybaveny fázovým kontrastem pro pozorování nebarvených živých buněk v procházejícím bílém světle, zatímco další objektivy s vysokou propustností v blízké infračervené oblasti umožňují díky vysoké numerické apertuře přímé sledování slabé infračervené fosforescence singletního kyslíku a jeho fotosensibilizátorů z nitra studovaných buněk s dostatečně vysokým prostorovým rozlišením.

Osazením dichroického zrcadla do optické cesty mikroskopu lze světlo emitované vzorkem rozdělit podle vlnových délek do dvou současně pozorovatelných větví: viditelné pro fluorescenci fotosensibilizátorů a infračervené pro jejich fosforescenci a fosforescenci singletního kyslíku. V obou větvích jsou k výstupům mikroskopu připojeny zobrazovací spektrometry, které umožňují v jedné prostorové ose získat místo prostorového rozlišení rozlišení spektrální pro spektrální identifikaci zdrojů luminiscence.

Jako časově rozlišený detektor infračervené luminiscence byl pořízen hradlovaný fotonásobič pro blízkou infračervenou oblast. Hradlování detektoru umožňuje jeho vypnutí v okamžiku excitace vzorku pulsním laserem, čímž se předchází jeho přesycení nebo poškození. Jako další detektory jsou využita zařízení pořízená mimo tento investiční celek, a to infračervená hradlovaná nebo alternativně nehradlovaná kamera pro prostorové a případně i časové rozlišení infračervené luminiscence, hradlovaná viditelná kamera pro prostorové a časové rozlišení viditelné přímé a zpožděné fluorescence fotosensibilizátorů a hradlovaný viditelný fotonásobič pro časově rozlišenou fluorescenci fotosensibilizátorů.

Jako zdroje pulsní excitace pro měření časově rozlišené fluorescence byly pořízeny tři diodami čerpané pevnolátkové lasery s aktivním spínáním jakosti rezonátoru (Q-switch) s vlnovými délkami v ultrafialové, zelené a červené oblasti vlnových délek, které jsou vhodné pro excitaci různých skupin fotosensibilizátorů singletního kyslíku.

Zařízení je používáno jednak k výzkumné činnosti v rámci dlouhodobého výzkumného programu na KChFO zabývajícího se studiem procesů vzniku a interakcí singletního kyslíku v biologických systémech. Tento výzkum přináší nové informace o mechanismech fotodynamické terapie, poskytuje informace o účinnosti a chování jednotlivých léčiv – fotosensibilizátorů pro tuto terapii a nabízí možnosti pro klinické aplikace v dosimetrii fotodynamické terapie. Tento výzkum je prováděn v rámci projektů PRVOUK P45 „Fyzika“, „Centrum fotosyntetického výzkumu“ GBP501/12/G055 a SVV 260 214 „Studentský výzkum v oboru biofyzika a chemická fyzika”.

Vedle toho je zařízení intenzivně využíváno ve výuce studentů, především v rámci experimentálně náročných prací bakalářských, magisterských a doktorandských studentů a předmětů Praktikum z experimentálních metod biofyziky a chemické fyziky II, Experimentální technika v molekulární spektroskopii, Molekulární spektroskopie I a II, Pokročilé metody molekulární spektroskopie, Biofyzika fotosyntézy, Experimentální metody fyziky I a Příprava biologických vzorků.