TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt Nyitó Konferencia 2013. 07. 17. Ultragyors fényindukált folyamatok és optikai mikromanipuláció a biológiában Groma Géza TÁMOP-4.1.1.C-12/1/KONV-2012-0005 projekt
A Szegedi Biológiai Kutatóközpont részvétele a projektben PhD kurzusok: Optikai kísérletek kiértékelése MATLAB programkörnyezetben (Groma Géza) Fényenergia-átalakító biológiai rendszerek bioelektronikája (Dér András, Garab Győző) Képzők képzése: Ultragyors időfelbontásos fluoreszcencia spektroszkópia biológiai anyagokon (Groma Géza) Optikai mikromanipuláció a biológiában és orvosi diagnosztikában (Ormos Pál) Nemzetközi workshop és nyári iskola: A fényenergia-hasznosítás mesterséges rendszereinek tervezése és tanulmányozása - lézerspektroszkópiai és attoszekundumos diffrakciós technikák alkalmazásával
A Szegedi Biológiai Kutatóközpont részvétele a projektben Tanulmányok: Ágazati kutatás-fejlesztési koncepció kialakítása A kutatási infrastruktúra összehangolása és közös fejlesztése a hatékonyság növelése és közös K+F+I projektek feltételeinek megteremtése céljából Gyakorló szakemberek részvétele képzésekben Gyakorlati képzőhelyekkel való ágazati együttműködés megalapozása Szoftverbeszerzés költséghatékonyságának optimalizálása, közös licence, támogatás (support) és disztribúció beszerzése Régión belüli és azon túli (hazai és külföldi) partnerekkel történő együttműködés fejlesztése
Optikai kísérletek kiértékelése MATLAB programkörnyezetben Matlab: a legelterjedtebb tudományos és műszaki programozási környezet Interaktív kurzus számítógépteremben Alapok: egyenes illesztése néhány utasítással data = dlmread('mozgas.txt', '\t'); t = data(:,1); x = data(:,2); St = sum(t); Sx = sum(x); Stt = sum(t.*t); %.* tagonkénti szorzás!! Stx = sum(t.*x); n = length(t); A = [n, St; St, Stt]; c = [Sx; Stx]; p = A\c; x0 = p(1); v = p(2) xelm = x0 + v*t; % '\t' tabulátoros elválsztás plot(t, x, '.r') % '.r' pontozott, piros hold on % a következõ plot során hagyjuk meg az elõzõt plot(t, xelm) xlabel('idő(s)') % tengely feliratok ylabel('x (mikrométer)') hold off x (mikrométer) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 idő (s)
Optikai kísérletek kiértékelése MATLAB programkörnyezetben Magasiskola: a bakteriorodopszin fehérje fényindukált koherens infravörös emissziója 0.15 0.1 0.05 0-0.05 native br experimental fitted Frequency (cm -1 ) 1600 1400 1200 1000 native br B 0.3 0.2-0.1 800 A 0.15 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Time (ps) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Time (ps) 0.1 0.1 0.05 0-0.05 acid blue br experimental fitted Frequency (cm -1 ) 1600 1400 1200 1000 acid blue br C D 0.3 0.2-0.1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Time (ps) 800 A 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Time (ps) 0.1 Gerjesztett állapotbeli tranziens vibrációk kiértékelése
Fényenergia-átalakító biológiai rendszerek bioelektronikája Bakteriorodopszin alapú filmek holográfiai és fotovoltaikus alkalmazásai Keck Center for Molecular Electronics at Syracuse University Institute of Physical Chemistry University of Marburg
Fényenergia-átalakító biológiai rendszerek bioelektronikája Bakteriorodopszin alapú integrált optikai alkalmazás: fs-os kapcsolás fénnyel probe pump
Ultragyors időfelbontásos fluoreszcencia spektroszkópia biológiai anyagokon Kombinált mérőrendszer: 1. időkorrelált egyfoton számlálás (TCSPC) Femtosecond laser p λ/2 plate Polarization beamsplitter s p SHG Pump p Sample Delay unit Trigger TCSPC Monochromator collimation Polarization grid elektronikus időalap nagy érzékenység, közepes időfelbontás (40 ps)
Ultragyors időfelbontásos fluoreszcencia spektroszkópia biológiai anyagokon Kombinált mérőrendszer: 2. fluoreszcencia felkonvertálás Femtosecond laser p λ/2 plate Polarization beamsplitter Pump s p s p Gate SHG Sample SFG Rotating unit Delay unit optikai időalap Nagy időfelbontás (250 fs), kis érzékenység Monochromator CCD Polarization grid
Ultragyors időfelbontásos fluoreszcencia spektroszkópia biológiai anyagokon FAD fluoreszcencia víz: zárt konformáció víz:dioxán 1:1: nyitott konformáció 10 4 0.05 0.04 Time constant (ps) 10 3 10 2 10 1 új kiértékelési eljárás compressed sensing 0.03 0.02 0.01 0-0.01-0.02 10 0-0.03-0.04 10-1 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 Wavelength (nm) -0.05
Optikai mikromanipuláció a biológiában és orvosi diagnosztikában Nano-objektumok létrehozása és mozgatása fénnyel térbeli fénymodulátor (SLM) + optikai csipesz
Optikai mikromanipuláció a biológiában és orvosi diagnosztikában
Optikai mikromanipuláció a biológiában és orvosi diagnosztikában