Kutatás - Biofizikai Intézet - Bionanotudomány Kutatóegység

BIONANOTUDOMÁNY KUTATÓEGYSÉG

Kutatóegység vezető:
ORMOS Pál

Optikai Mikromanipuláció Kutatócsoport
KELEMEN Lóránd - csoportvezető, tud. tanácsadó
Biomolekuláris Elektronika Kutatócsoport
DÉR András - csoportvezető, tud. tanácsadó
Sejtbiofizika Kutatócsoport
GALAJDA Péter - csoportvezető, tud. főmunkatárs

BIONANOTUDOMÁNY

Az egység néhány, a biológiai rendszerek mikroszkopikus léptékű fizikai tulajdonságai iránt érdeklődő kutatócsoport együttese. A biomolekulák szerkezetét, működését vizsgáljuk, különös tekintettel a mechanikai, optikai tulajdonságaikra, mozgásaikra, az energiaátalakító képességükre. Az egyes csoportok érdeklődésének irányulása némileg eltérő, az egyes molekuláktól baktériumok kolóniáiig terjed. Megkíséreljük azonosítani a fontos lépéseket a biológiai működés során: atomok, töltések, nagy alegységek, akár egész baktériumok mozgásait. Ennek megfelelően különböző kísérleti eljárásokat alkalmazunk, amelyek illeszkednek a tanulmányozott rendszerhez. Kutatásainknak általában erős technikai jellege is van, új innovatív kísérleti megoldásokat fejlesztünk és alkalmazunk vizsgálataink során.

Széleskörűen alkalmazzuk az optikai mikromanipulációt, egyes molekuláktól egészen sejtekig. Kelemen Lóránd csoportjának fő tevékenysége az eljárás tanulmányozása és fejlesztése. Speciális alakú, fotopolimerizációval előállított mikrostruktúrák alkalmazásával újfajta manipulációs vizsgálati lehetőségek nyílnak meg. Az optikai mikromanipuláció, kombinálva a fotopolimerizációs mikrostruktúra építéssel arra is lehetőséget ad, hogy előállítsunk és manipuláljunk olyan mesterséges testeket, amelyek a biológiai mozgást modellezik, mégpedig jól ismert és szabályozott körülmények között.

Dér András csoportjának fő érdeklődése a biomolekulák elektronikus tulajdonságaira irányul. A bioelektronika széles terület, alapvetően a biomolekulák működését kísérő, különböző sebességű töltésmozgásokon alapul. A bioelektronika ezen túl a biomolekulák elektronikai alkalmazását is jelenti, ahol is specifikus elektronikai, optikai változásokat használunk ki optoelektronikai alkalmazásokban. Hosszú távú célunk biomolekulákon alapuló optoelektronikai eszközök kifejlesztése.

A biológiai anyag magasabb komplexitású szintjén érdeklődésünk az endotél és epitél sejtrétegek tanulmányozására irányul. Együttműködésben a Biológiai barrierek kutatócsoporttal e fontos szerkezet különböző élettani tulajdonságait vizsgáljuk.

Legtöbb kutatásunk természetes környezete a mikrofluidika. Az egymolekulás vizsgálatok, sejtek tanulmányozása mikrofluidikai rendszerekben történik. Az optikai manipulációs kísérletek ilyen csatornákban zajlanak, még ki is fejlesztettünk egy speciális mikrofluidikai rendszert az endotél rétegek komplex tanulmányozására.

A mikrofluidika alapvető a baktérium kolóniák vizsgálatában is, új irányzatot képvisel e területen Galajda Péter csoportja. Kutatásaik alapkoncepciója a baktériumok szociális élete, kommunikációjuk, illetve a környezet térbeli és időbeli szerkezetének szerepe a baktérium kolóniák életére.

A kutatási egység tevékenysége széles területet fed le a vizsgált objektumok mérete és komplexitása tekintetében, mindazonáltal a koncepciók és a megközelítési módok nagyon hasonlóak. Ennek megfelelően a kutatások koordináltan, egymással szoros kapcsolatban zajlanak, igen sok projekt több csoport együttes erőfeszítésével.