Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Nieinwazyjne biomarkery do wykrywania raka pęcherza moczowego

Gruba Natalia

Wiadomości Chemiczne

|

2022

|

[Z] 76, 9-10

719--734

EN

Bladder cancer (BC) is one of the most common cancer in the world. About 3% of all new cancer diagnoses are due to urinary bladder cancer. BC is also a leading cause of cancer-related death, as 2.1% of all cancer deaths are caused by bladder cancer. However, lack of a reliable biomarker is the biggest issue for BC diagnosis, prognosis and treatment. Development of non-invasive, quick and economical methods in bladder cancer diagnosis still remains a great challenge. Highly specific, easy-to-perform tests are really needed. Ideally if they can identify the presence of a tumor before the first symptoms appear, as time plays an important role in cancer. In this article, an overview of the current established diagnostic tests and newly identified biomarkers will be provided.

2

Zastosowanie badań izotopowych do określania pochodzenia wybranych biomarkerów

Bieleń Wojciech, Janiga Marek

Nafta-Gaz

|

2022

|

R. 78, nr 5

336--342

PL

Badania izotopowe n-alkanów, pristanu (Pr) oraz fitanu (Ph) przeprowadzono przy pomocy aparatu GC-IRMS. Porównanie wartości δ13C – pristanu do n-C17 oraz fitanu do n-C18, a także zestawienie wartości δ13C pomiędzy pristanem a fitanem w obrębie jednej próbki pomaga zidentyfikować źródło pochodzenia tych izoprenoidów, co było celem pracy. Ta ostatnia informacja uwiarygadnia lub podaje w wątpliwość wskaźnik środowiska sedymentacji – Pr/Ph. Wartości δ13C n-alkanów dla rop naftowych z tego samego złoża: Bóbrka 113, Niepodległość 2, Bandrów wskazują na pochodzenie tych rop od roślin C3 (fotosynteza typu C3) oraz z osadów rzecznych lub/i jeziornych. N-alkany występujące w tych trzech ropach naftowych mogą mieć mieszane źródła i pochodzić zarówno od roślin lądowych, jak i wodnych. Ropa naftowa Łodyna 90K może pochodzić z różnorakich wyższych roślin. Wartości δ13C n-alkanów z próbek ekstraktów bitumicznych Dukla 2A i Dukla 2D są charakterystyczne dla roślin C3. Pristan i fitan w badanych próbkach rop naftowych i w przypadku dwóch próbek ekstraktów bitumicznych Dukla 2A i Dukla 2D mają wartości δ13C niższe niż wartości δ13C dla n-C17 i n-C18, co sugeruje pochodzenie od organizmów heterotroficznych. We wszystkich badanych próbkach rop naftowych (wyjątki: Łodyna 90K, Osobnica 35) wartości δ13C dla Pr i Ph w obrębie pojedynczej próbki świadczą o tym samym materiale źródłowym dla tych izoprenoidów. Ta informacja potwierdza, że wskaźnik Pr/Ph, mówiący o typie środowiska sedymentacji materii organicznej, jest wiarygodny. W dwóch ekstraktach bitumicznych (Dukla 2D i Krosno 8) wartości δ13C dla Pr i Ph są różne, dlatego istnieje duże prawdopodobieństwo odmiennego pochodzenia dla tych dwóch izoprenoidów (należy być ostrożnym co do wiarygodności wskaźnika środowiska sedymentacji Pr/Ph).

EN

Isotope analysis of n-alkanes, pristan (Pr) and phytane (Ph), were carried out on the GC-IRMS apparatus. Comparing the δ13C values of pristan to n-C17, phytane to n-C18 and pristan to phytane within one sample helps to identify the source of these isoprenoids. The latter information legitimises or questions the sedimentation environment index – Pr/Ph. The values of δ13C of n-alkanes for crude oil from one field: Bóbrka 113, Niepodległość 2, Bandrów indicate the origin of C3 plants (photosynthesis type C3) and river and / or lake sediments. The N-alkanes found in these three crude oils could have been sourced by organic matter from terrestrial and aquatic plants. Łodyna 90K crude oil was derived from a variety of higher plants. The δ13C values of n-alkanes for samples Dukla 2A and Dukla 2D bituminous extracts are characteristic for C3 plants. Pristan and phytan in the analyzed crude oil samples and in the case of two samples Dukla 2A and Dukla 2D bituminous extracts have δ13C values lower than the values of n-C17 and n-C18, which suggests their origin from heterotrophic organisms. In all analyzed crude oil samples (exceptions: Łodyna 90K, Osobnica 35) the δ13C values of Pr and Ph within a single sample indicate the same source material for these isoprenoids. This information confirms that the Pr/Ph ratio is reliable. In two bituminous extracts (Dukla 2D and Krosno 8) the δ13C values of Pr and Ph are different, therefore there is a high probability of different origins for these two isoprenoids (the Pr/Ph ratio may be unreliable).

3

Oddech codzienny

Ligor Tomasz, Rudnicka Joanna, Ratiu Ileana Andreea, Monedeiro Fernanda, Monedeiro-Milanowski Maciej, Buszewski Bogusław

Wiadomości Chemiczne

|

2021

|

[Z] 75, 7-8

911--922

EN

The odor of human body has facilitated diagnosis for a long time. Sniffing the body, breath, urine and even feces became one of the useful methods in ancient medicine. For centuries, the sweet smell of the breath was associated with diabetes, the fishy smell was associated with liver disease, measles was associated with the smell of feathers, typhoid with the smell of fresh bread, and tuberculosis with stale beer. Hippocrates also linked the smell of the human body and disease, claiming that the smell of a sick person is different from that of a healthy one. He classified the characteristic odors of the body into sweet, musty, fishy and rotten. The father of chemical analysis of breath was Antonie Lavoisier, who found that carbon dioxide is exhaled by guinea pigs. The pioneer of modem breath analysis was Linus Pauling, who in 1971 presented the results of breath studies using gas chromatography (GC), showing the presence of over 200 substances. Exhaled air containing approximately 78% N2, 17% OSub>2, 3% CO2 and up to 6% water vapor. The exact concentrations of individual inorganic gases depend on many factors, mainly physical exercise, cardiac output, and lung ventilation. A mixture of many volatile organic compounds is a much smaller group of substances at concentrations 100 ppm. The substances in the breath can come from human metabolism and enter into the body by inhaled air and food. Volatile organic compounds present in the breath that can be divided into different chemical classes e.g. saturated hydrocarbons (ethane, pentane, aldehydes), unsaturated hydrocarbons (isoprene), ketones (acetone), sulfur-containing compounds (methyl mercaptan, dimethyl sulfide, dimethyl disulphide, carbon disulphide, carbonyl sulphide) and containing nitrogen (amines). Endogenous substances in the breath can be used to track physiological and pathological processes in the body. Chemical analysis of the breath can provide information regarding biochemical processes in the organism and human health. Compared to many medical diagnostic methods, it is painless, non-invasive and safe. Nowadays, the main purpose of breath analysis is to identify volatile organic compounds that can be used as markers of various diseases. Research focused on detection of lung cancer based on specific volatile organic compounds in the exhaled air is carried out in many laboratories. Rapid and non-invasive methods for early detection of lung cancer and chronic obstructive pulmonary disease is crucial for early diagnosis. This mini review presents background of breath, briefly describes main volatiles, their biochemical origin as well as potential application of exhaled gases analysis.

4

Spektrometria masowa i analiza izotopowa biomarkerów frakcji nasyconej

Bieleń Wojciech, Janiga Marek

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 8

512--520

PL

Analiza GC-IRMS poszerza i potwierdza (lub nie) interpretację opartą na wynikach z analiz GC-MS. Przykładowo jest bardzo przydatna w określaniu środowiska sedymentacji materii organicznej. Analiza GC-MS biomarkerów i oparte na niej wyniki są wiary- godne, ale dopiero badania GC-IRMS mogą je potwierdzić. W niniejszej pracy próbowano poprzez analizy izotopowe potwierdzić pochodzenie: BNH (28,30-bisnorhopanu) od bakterii chemoautotroficznych, a także wyższych karotenoidów i ich pochodnych od bakterii Chlorobiaceae czy Chromatiaceae. Przeprowadzono badania biomarkerów na aparacie GC-IRMS oraz EA-IRMS. Otrzymane chromatogramy z analiz IRMS porównywano z archiwalnymi analizami GC-MS dla tych samych próbek w celu identyfikacji poszczególnych związków chemicznych. Oprócz dotychczasowej metodyki przygotowania próbek do analiz zastosowano też niestandardową metodę polegającą na rozdziale n-alkanów od węglowodorów rozgałęzionych. Oznaczono na GC-IRMS powtarzalność metody oraz wartości δ13C wybranych biomarkerów z frakcji nasyconej. Stwierdzono, że próbki z małą zawartością biomarkerów nie nadają się do analiz. Z drugiej strony zbyt duże stężenie analitu podanego na chromatograf gazowy powoduje wzrost linii bazowej i gorszy rozdział pików, co również stanowi problem. Wstępnie oznaczono wartości δ13C dla biomarkerów frakcji nasyconej z grupy hopanów: bisnorhopanu (BNH), oleananu, C29 norhopanu, C30 hopanu, moretanu i serii C31–C35 homohopanów oraz dla surowych rop naftowych. Stwierdzono względnie niewielkie różnice w wartości δ13C pomiędzy BNH a hopanami i BNH a surowymi ropami, co sugeruje najprawdopodobniej to samo źródło pochodzenia wszystkich biomarkerów (w tym BNH). Próbowano również oznaczać biomarkery we frakcji aromatycznej metodą GC-IRMS, co jednak się nie udało. Chcąc w przyszłości przeprowadzać takie oznaczenia, należy najprawdopodobniej zastosować specjalną metodykę przygotowania próbek frakcji aromatycznej.

EN

GC-IRMS analysis extends and confirms (or not) the interpretation based on the results of GC-MS analyses. For example, it is very useful in determining the sedimentation environment of organic matter. GC-MS analysis of biomarkers and the results are reliable, but only GC-IRMS studies can confirm it. In this study, the origin of BNH (28,30-bisnorhopane from chemoautotrophic bacteria) and origin of higher carotenoids and their derivatives from Chlorobiaceae or Chromotiaceae bacteria were confirmed through isotopic analyzes. Biomarkers were analyzed using the GC-IRMS and EA-IRMS apparatus. The obtained chromatograms from the IRMS analyses were compared with the archival GC-MS analyses for the same samples in order to identify individual chemical compounds. In addition to the existing methodology of sample preparation for analyses, a non-standard method was also used, consisting in the separation of n-alkanes from branched hydrocarbons. The repeatability of the method was determined on the GC-IRMS and the values of δ13C for selected biomarkers from the saturated fraction were determined. It was found that samples with low biomarker content are not suitable for analysis. On the other hand, too high concentration of the analyte causes an increase of the chromatogram baseline and worse separation of the peaks, which is also a problem. For the crude oils the δ13C values were initially determined for the biomarkers of the saturated fraction from the hopanes group: bisnorhopane (BNH), oleanane, C29 norhopane, C30 hopane, moretane and the C31-C35 homohopane series. Relatively small differences in δ13C values were found between BNH/hopanes and BNH/crude oils, which suggests the same source of origin for all biomarkers (including BNH). Determining biomarkers in the aromatic fraction using the GC-IRMS method was not successful. In the future, a special methodology for preparing samples for carbon isotopic analyses of aromatic fraction will be required.

5

Fusion of feature selection methods in gene recognition

Gil Fabian, Osowski Stanislaw

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 3

art. no. e136748

EN

The paper presents the fusion approach of different feature selection methods in pattern recognition problems. The following methods are examined: nearest component analysis, Fisher discriminant criterion, refiefF method, stepwise fit, Kolmogorov-Smirnov criteria, T2-test, Kruskall-Wallis test, feature correlation with class, and SVM recursive feature elimination. The sensitivity to the noisy data as well as the repeatability of the most important features are studied. Based on this study, the best selection methods are chosen and applied in the process of selection of the most important genes and gene sequences in a dataset of gene expression microarray in prostate and ovarian cancers. The results of their fusion are presented and discussed. The small selected set of such genes can be treated as biomarkers of cancer.

6

Przydatność adipokin jako biomarkerów niedokrwiennej dysfunkcji mięśnia sercowego

Mocan Hognogi Larisa-Diana, Goidescu Cerasela-Mihaela, Farcaş Anca-Daniela, Tukaj Dorota

Laboratorium Medyczne

|

2019

|

nr 2

14--19

PL

Choroby układu sercowo-naczyniowego są główną przyczyną zgonów zarówno wśród kobiet, jak i mężczyzn, lecz wciąż jeszcze zdarza się duży odsetek niewłaściwych rozpoznań oraz brakuje jasno określonych kryteriów diagnostycznych. Postępy nauk biomolekularnych pozwoliły na udowodnienie kluczowej roli zapalenia i co ważniejsze – również modyfikującego wpływu adipokin we wszystkich stadiach choroby niedokrwiennej serca. Sugeruje się również, że zmagazynowana tkanka tłuszczowa, a dokładnie ta zlokalizowana w obrębie klatki piersiowej, ma duży wpływ na rozwój choroby niedokrwiennej serca, tworząc lokalne środowisko proaterogenne. Układ odpornościowy ściśle współdziała z metabolicznymi czynnikami ryzyka, inicjując, promując i nasilając powstawanie zmian miażdżycowych w ścianach tętnic, a wszystko to z „pomocą” adipokin. Toteż obecnie prowadzone badania intensywnie koncentrują się na odkrywaniu biomarkerów zapewniających zwiększenie szans wykrycia subklinicznej dysfunkcji mięśnia sercowego, a także mogących dodać stałą wartość do obecnych kryteriów ryzyka, ustalonych poprzez wytyczne.

EN

Cardiovascular disease is the leading cause of death among both women and men, but there is still a great percentage of misdiagnosis and lack of clearly defined criteria. Advances in biomolecular science have proven the crucial role of inflammation and, more importantly, the role of adipokines in mediating all stages of coronary artery disease. It has also been suggested that regional fat deposits, more precisely from thoracic region, have a major influence on the development of coronary artery disease by creating a local proatherogenic environment. The immune system closely interacts with metabolic risk factors to initiate, promote, and further aggravate the atherosclerotic lesions on the arterial wall all with the „help” of adipokines. So nowadays, research extensively focuses on uncovering biomarkers that would provide an increased chance of detecting subclinical cardiac distress and also add a consistent value to current guideline-imposed risk criteria.

7

Korelacja wybranych biomarkerów z etiologią i ciężkością posocznicy

Holub Michal, Džupová Olga, Růžková Michaela, Stráníková Alžběta, Bartáková Eva, Máca Jan, Beneš Jiří, Herwald Heiko, Beran Ondřej

Laboratorium Medyczne

|

2019

|

nr 4

14--23

PL

Zarówno rodzaj czynnika infekcyjnego wywołującego posocznicę, jak i punkt wyjścia zakażenia uogólnionego wpływają na przebieg odpowiedzi zapalnej. W prezentowanej pracy autorzy oceniali stężenia cytokin (IL-6, IL-8 i IL-10) w osoczu, chemokin (CCL2/MCP-1, MIP-1β), białka wiążącego heparynę (HBP), rozpuszczalnego CD14 (sCD14) i kortyzolu u pacjentów z posocznicą w ciągu pierwszych 96 godzin hospitalizacji na oddziale intensywnej terapii. Etiologię ustalono u 56 spośród 62 pacjentów objętych badaniem. Stężenia MCP-1, sCD14, IL-6 i IL-10 w osoczu były znamiennie wyższe u chorych z pozaszpitalnym zapaleniem płuc (community-acquired pneumonia, CAP) i infekcyjnym zapaleniem wsierdzia (infective endocarditis, IE) niż z bakteryjnym zapaleniem opon mózgowo-rdzeniowych (bacterial meningitis, BM). Stężenia kortyzolu były wyższe u chorych z IE niż z BM i CAP, a w jednym z punktów czasowych – wyższe u chorych z posocznicą wywołaną przez bakterie Gram-ujemne niż przez Gram-dodatnie. Co więcej, stężenia kortyzolu i MCP-1 wykazywały dodatnią korelację z obliczanym codziennie wynikiem w skali SOFA. Ponadto stężenia HBP były znamiennie wyższe u chorych z IE niż u chorych z BM. Powyższe odkrycia sugerują, że na wartości: MCP1, sCD14, IL-6, IL-10, kortyzolu i HBP, wpływa punkt wyjścia posocznicy oraz że podwyższone stężenia MCP-1 i kortyzolu w osoczu są związane z zaburzeniami czynności narządów wewnętrznych w przebiegu posocznicy.

8

Środowisko sedymentacji i korelacja geochemiczna dolnooligoceńskich utworów z obrębu jednostek dukielskiej i grybowskiej

Dziadzio P. S., Matyasik I.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 6

423--434

PL

Celem pracy była interpretacja środowisk depozycji utworów dolnego oligocenu, nazywanych warstwami podgrybowskimi i grybowskimi, z obrębu tzw. jednostki grybowskiej występujących w oknach tektonicznych Grybowa i Ropy oraz porównanie i wzajemne skorelowanie ich z warstwami menilitowymi z obrębu jednostki dukielskiej (ss.) z rejonu Dukli i Tylawy. Wyniki zostały oparte na badaniach sedymentologicznych i geochemicznych (Rock-Eval, biomarkery) uzupełnionych badaniami biostratygraficznymi, w celu określenia ich pozycji stratygraficznej. Wskazują one na odmienne warunki ich powstania niż dotychczas przyjmowano w wielu publikacjach, szczególnie w kontekście głębokości oligoceńskiego basenu sedymentacyjnego Karpat, i dają kolejne argumenty do zmiany poglądów na jego ewolucję. Przeprowadzone badania wskazują na znaczne podobieństwo litologiczne i dużo mniejsze podobieństwo geochemiczne warstw występujących w oknach tektonicznych do tych z obrębu jednostki dukielskiej (ss.). Główny powód różnicy wynika z ich stopnia pogrzebania i z wyższego zaangażowania tektonicznego warstw występujących w oknach tektonicznych, które weszły w fazę generowania węglowodorów i je wygenerowały. Niewielkie ilości ropy naftowej nadal są w ich obrębie zakumulowane.

EN

The aim of the work was to interpret the depositional environments of the Lower Oligocene Subgrybow and Grybow beds from the Grybow Unit, which are present in Grybow and Ropa tectonic windows, as well as the comparison and correlation between them and Menilite Beds from the Dukla Unit (ss.) in the area of Dukla and Tylawa. The results, based on sedimentological and geochemical studies (Rock Eval, biomarkers) supplemented by the biostratigraphic studies conducted to determine their stratigraphic position, show, that their origin differs from that presented in many previous papers, especially in the context of the depth of the Carpathian Oligocene sedimentary basin. They also provide some new arguments for revision views on its evolution. The results of research, show their lithological similarity, but to a lesser extent the geochemical similarity of beds occurring in tectonic windows and those in the area of the Dukla Unit (ss.). The main reason for such a difference is due to their different degree of burial maturation and tectonic evolution. Rocks from the tectonic windows were in the hydrocarbon generation window and generated hydrocarbons. Small amounts of crude oil are still being accumulated within them.

9

Biomarkery, Tmax oraz refleksyjność witrynitu jako wskaźniki dojrzałości termicznej materii organicznej w skałach osadowych – korelacje i zakres stosowalności

Bieleń W., Matyasik I.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 8

575--583

PL

Niniejsza praca przedstawia zależności między różnymi wskaźnikami określającymi stopień dojrzałości termicznej materii organicznej. W badaniach wykorzystano pomiar refleksyjności witrynitu (Ro), pomiar Tmax z analizy Rock-Eval, molekularne wskaźniki dojrzałości otrzymane z analizy GC-MS frakcji nasyconej i aromatycznej ekstrahowanej substancji organicznej. Wzięto pod uwagę próbki zawierające witrynit, a także takie, które w składzie (głównie próbki dolnopaleozoiczne) zawierały macerały witrynitopo- dobne lub bituminit. Wykonano analizę korelacyjną między wskaźnikami stopnia dojrzałości dla próbek fliszu karpackiego oraz próbek reprezentujących utwory syluru i ordowiku oraz kambru górnego. Wyniki tych badań przedstawiono w postaci diagramów korelacyjnych oraz tabel korelacyjnych z obliczonymi współczynnikami korelacji.

EN

This study was aimed to determine the relationship between the various thermal indices determining the degree of organic matter maturity. In the correlation studies, vitrinite reflectance Ro, Tmax parameter from Rock-Eval analysis and indicators calculated obtained from the from the GCMS analysis data of aromatic and saturated fractions were used. For these studies samples containing macerals of vitrinite as well as samples containing vitrinite-like macerals in their composition were taken into account. An analysis of the relationship between indicators of the degree of maturity for samples representing: flysch Carpathian and for Silurian, Ordovician and Cambrian rocks was done. The results of these studies are presented in the form of correlation diagrams and tables with calculated correlation coefficients.

10

Detekcja biomarkerów w pióropuszach gazowych za pomocą kamery wielospektralnej w projektowanej misji Enceladus Orbiter (NASA)

Zalewska N., Kotlarz J., Kacprzak M., Korniluk T.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2017

|

R. 21, nr 3

35--44

PL

W publikacji podjęto się próby odpowiedzi na pytanie o możliwość analizy składu chemicznego pióropuszy, wykorzystując ich wielospektralne zobrazowania wykonane za pomocą projektowanych dla nowej misji układów optycznych. Stosując teoretyczną analizę transmitancji warstw gazowych złożonych z H2O i CO2 oraz na podstawie przyjętego fizycznego modelu transmitancji promieniowania przez warstwę gazu widocznego na tle o ustalonej reflektancji wybrano pasmo optyczne 0,73 μm pozwalające na najlepsze rozróżnienie tych dwóch substancji. W celu walidacji otrzymanego wyniku przeprowadzono eksperyment fotografując za pomocą kamery wielospektralnej Quercus.6 strumienie gazowe złożone z obu biomarkerów na tłach o wysokiej (> 0,95) oraz niskiej (< 0,05) reflektancji w paśmie światła widzialnego i NIR. Pozyskane dane potwierdziły wynik analizy sygnatur spektralnych transmitancji obu biomarkerów. Na podstawie otrzymanego w doświadczeniu wyniku ustalono brzegowe parametry sensora i układu optycznego dla projektowanej dla orbitera kamery wielospektralnej pozwalające na oszacowanie względnej zawartości H2O i CO2 w pióropuszach fotografowanych na tle przestrzeni kosmicznej z dokładnością 2%: kanał optyczny λ = 0,730 ±0,020 μm, prędkość względna między orbiterem a księżycem v < 200 m/s, czas ekspozycji tEXP < 12 ms, iloczyn współczynnika efektywności kwantowej całego układu optycznego i względnych różnic reflektancji rejestrowanych obiektów w wybranym kanale ≥ 2,5%, wielkość pojedynczego piksela na detektorze CCD ≥ (3,75 · 3,75) μm2, głębokość studni potencjału piksela CCD ≥ 12 400 e–, zapis danych RAW co najmniej 8-bitowy. Otrzymany optymalny kanał nie był rejestrowany za pomocą stosowanych w poprzednich misjach sensorów optycznych MVIC. Stosowanie opisanej metodyki rozróżniania biomarkerów jest możliwe pod warunkiem, że jeden z czterech kanałów optycznych projektowanej kamery MAC będzie zawierać kanał 0,73 μm.

EN

The cause of the cryovolcanic activity on the Enceladus south hemisphere and related to this activity gas plumes are one of the biggest mysteries of the outer solar system moons. The possibility of the existence of the ocean under Enceladus icy outer layer was confirmed through direct chemical plumes composition measurement during Cassini close flyby 168.2 km over moon’s surface. Three out of the four main plumes components are standard biomarkers (H2O, CO2 and CH4). Physical plumes parameters variability observed also by Cassini, possibility of drawing conclusions about cryovolcanic activity reasons and biotic causes of biomarkers presence in plumes are important reasons of new, dedicated to Enceladus observation, NASA’s mission development. In this paper we are asking about possibility of Enceladus plumes chemical components analysis using multispectral imaging by projected for this new mission sensors. We chose band 0.73 μm for H2O and CO2 distinguish using theoretical transmittance gas layers analysis and physical radiation transmittance through gas layer visible on the background material with defined constant reflectance model. In order to validate this result an experiment was conducted. Using multispectral camera Quercus.6 we photographed H2O and CO2 gas layers visible on the high (> 0.95) and low (< 0.05) visible light and NIR reflectance backgrounds. The results confirmed theoretical spectral transmittance analysis of those two biomarkers. Based on this result we established boundary parameters of the sensor and optical system projected for the orbiter allowing relative content of the biomarkers estimation with precision up to 2%: optical band λ = 0.730 (± 0.020) μm, relative velocity between orbiter and moon v < 200 m/s, exposition time tEXP < 12 ms, quantum efficiency of the whole optical system and two biomarkers in selected wavelength reflectance difference product ≥ 2,5%, single CCD pixel physical size ≥ (3,75 · 3,75) μm2, potential well depth for one CCD pixel ≥ 12 400 e–, RAW data record at least 8-bit. Optimal result waveband wasn’t recorded before using MVIC optical systems during past missions. If we want to apply proposed in this paper biomarkers distinguish methodology one out of four optical channels of the MAC camera projected for the new mission should cover also selected wavelength.

11

Wysokoczułe moduły detekcyjne do wykrywania biomarkerów z zastosowaniem metod optycznych

Gawron W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

55--57

PL

W artykule omówiono moduł detekcyjny do optoelektronicznego systemu sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu. Zastosowany on został do detekcji promieniowania transmitowanego przez wnękę optyczną w czujniku CEAS (ang. Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy), służącym do pomiaru stężenia tlenku azotu o stężeniu rzędu ppb. NO jest markerem astmy oraz przewlekłego zapalenia dróg oddechowych. Do konstrukcji opracowanego modułu detekcyjnego zastosowano detektor o dużej wykrywalności i szybkości działania oraz szerokopasmowy i niskoszumowy przedwzmacniacz. Dodatkowo został on wyposażony w obiektyw zapewniający dużą transmisję promieniowania.

EN

The article discusses the detection module for the optoelectronic sensor systems of the biomarkers contained in the exhaled human air. It has been used to detect radiation transmitted by the optical cavity in the sensor CEAS (Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy) for measuring nitric oxide concentration. NO is the marker of asthma and chronic airway inflammation. The detection module consists of a fast and high-detection photodetector and high-speed and low-noise preamplifier and the also the lens ensures high transmission of radiation.

12

System do kondensacji wydychanego powietrza przy wykrywaniu biomarkerów chorób układu oddechowego

Chludziński T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 10

51--53

PL

Praca opisuje konstrukcję oraz testy urządzenia zbierającego skropliny wydychanego powietrza, w których znadują się biomarkery chorób układu oddechowego. Celem urządzenia jest zwiększenie koncentracji biomarkerów, które mogą być następnie wykrywane za pomocą przygotowanego spektrofotometru i pH-metru. W pracy przedstawiono szczegółowo konstrukcję oraz sposób analizy zbieranych próbek. Skuteczność działania urządzenia przetestowano na grupie ochotników oraz, w przeciągu wybranego okresu, na pojedynczej osobie. Uzyskane wyniki wskazują, że zaproponowane rozwiązania konstrukcyjne pozwalają koncentrować wybrane biomarkery (np. stężenie tlenków NOx, wartość pH) do poziomu pozwalającego na skuteczną detekcję.

EN

This study describes the construction and testing of the condensate collection device within the exhaled to detect biomarkers of respiratory diseases. The device increased concentration of the biomarkers, detected by analytical methods (spectrophotometer). The paper presents in detail the analysis method of the collected samples. The device was tested by collecting breaths of volunteers. The results confirmed that the device can collect the selected biomarkers and analyze using the prepared spectrophotometer.

13

Sensory optoelektroniczne do detekcji markerów chorobowych z laserami przestrajalnymi w zakresie < 2,5 μm

Stacewicz T., Wojtas J., Magryta P., Ligor T., Szabra D., Prokopiuk A., Bielecki Z., Buszewski B., Mikołajczyk J., Nowakowski M., Mędrzycki R.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

66--69

PL

Pewne związki chemiczne występujące w oddechu ludzkim (zwane biomarkerami) dostarczają informacji o stanie zdrowia organizmu. W artykule tym prezentujemy wyniki doświadczeń dotyczących wykrywania biomarkerów takich jak tlenek węgla, metan, amoniak i aceton przy użyciu laserowej spektroskopii absorpcyjnej w zakresie UV-NIR. Dla większości związków wymienionych powyżej osiągnięte zostały czułości detekcji umożliwiające zastosowanie optoelektronicznych sensorów do wykrywania chorób.

EN

Some chemical compounds occurring in human breath (biomarkers) provide information about health state of the organism. In this paper we present results of the experiments about detection of the biomarkers as: carbon oxide, methane, ammonia and acetone using laser absorption spectroscopy in UV-NIR range. For majority of these compounds good detection limits were achieved. These systems provide opportunity to construct fully optoelectronic disease markers sensors.

14

Optoelektroniczny system sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu

Bielecki Z., Buszewski B., Stacewicz T., Ligor T., Wojtas J., Gawron W., Mikołajczyk J., Nowakowski M., Szabra D., Magryta P., Mędrzycki R., Prokopiuk A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 9

51--54

PL

W artykule omówiono optoelektroniczny system sensorów biomarkerów zawartych w wydychanym powietrzu. System ten składa się z pięciu bloków funkcjonalnych: układu pobierania próbek (UPP), układu kondycjonowania (UK), czujnika CEAS (ang. Cavity Enhanced Absorption Spectroscopy), dwuwidmowego czujnika MUPASS (ang. MUltiPass Absorption Spectroscopy System), oraz układu przetwarzania sygnałów (UPS). Układ UPP służy do pobrania od pacjenta próbki wydychanego powietrza z górnych lub z dolnych dróg oddechowych. Zadaniem UK jest minimalizacja wpływu interferentów, jakimi są m.in. para wodna, czy ditlenek węgla. Czujnik CEAS umożliwia wykrywanie tlenku azotu. Dla tego markera uzyskano granicę wykrywalności około 30 ppb. Do detekcji metanu i tlenku węgla zastosowano dwuwidmowy sensor MUPASS z jedną komórką wieloprzejściową. Dla metanu uzyskano granicę wykrywalności 100 ppb, natomiast dla tlenku węgla wyniosła ona 400 ppb.

EN

The article is related to the optoelectronic sensors system of the biomarkers contained in the exhaled human air. This system consists of five functional blocks: the sampling system (UPP), air conditioning system (UK), the cavity enhanced absorption spectroscopy (CEAS) sensor, two-wavelength multipass absorption spectroscopy system (MUPASS), and the signal processing system (UPS). UPP is used to collect a sample of the patient’s breath from the upper airways or lower airways of respiratory tract. The task of the UK is to minimize the effect of interfering substances, which include water vapor and carbon dioxide. CEAS sensor, which is designed to nitric oxide detection, provides the lowest detection limit of approximately 30 ppb. MUPASS is used for methane and carbon monoxide detecting. Lowest detection limit of 100 ppb was obtained for methane and of 400 ppb for carbon monoxide.

15

Identyfikacja epitopów glikanowych na powierzchni białek

Mudlaff K., Drabik A.

Analit

|

2016

|

Nr 2

156--163

PL

Najczęściej występującym nowotworem złośliwym u kobiet jest rak piersi, w przypadku którego etiologia w większości przypadków jest nieznana. Celem pracy była identyfikacja epitopów glikanowych na powierzchni białek ognisk tumorowych. Do badań prowadzono hodowlę komórek linii MCF7. Po zakończeniu hodowli komórki inkubowano z biotynylowanymi aptamerami o stężeniu 25nM: A33, A26 oraz A33sc, stanowiącą próbę kontrolną. Następnie komórki traktowano nanocząsteczkami magnetycznymi opłaszczonymi białkiem streptawidyną SAV-MB. Stężenie protein oznaczono spektrofotometrycznie metodą Bradforda. Dalszy rozdział białek przeprowadzono w warunkach denaturujących SDS – PAGE na żelach wybarwianych techniką Pro-Q 488 Emerald Glycoprotein Gel. Peptydy i glikopeptydy zanalizowano przy użyciu systemu kapilarnej chromatografii cieczowej w układzie odwróconych faz RP oraz tandemowej spektrometrii mas – nanoLC-MS/MS. Zebrane widma poddano analizie przy użyciu oprogramowania Data Analysis w oparciu o bazy danych UniProt/Swiss-Prot oraz Panther. Zidentyfikowano łącznie 201 białek. Wyniki analiz MS/MS pozwoliły na wyróżnienie dwóch peptydów, które ze względu na pełnione funkcje oraz zachodzące interakcje wydają się być ciekawym i obiecującym obiektem badań w diagnostyce i terapii nowotworowej. Do oznaczonych związków należą: KIF 13B (Kinesin- like protein) i HS90 B (Heat Shock protein).

EN

The most commonly occurring tumor in women is breast cancer, which etiology is in most cases unknown. The aim of this work was identification of glycanic epitopes on the surface of tumor centers. For the research purposes, the cell culture of MCF lines was carried out. After the culture the cells were incubated with biotinylated aptamers in concentrations of 25 nM: A33, A26 and A33sc, which was the control sample. Afterwards, the cells were treated with magnetic nanoparticles coated with the protein streptavidin SAV-MB. The protein concentration was indentified spectrophotometrically using the Bradford method. The further protein separation was carried out in SDS-PAGE denaturating conditions on gels stained with the Pro-Q 488 Emerald Glycoprotein Gel. Peptides and glycopeptides were analyzed with the use of capillary liquid chromatography system in reversed phase (RP) and nanoLC-MS/MS tandem mass spectrometry. The assembled spectra underwent an analysis in the Data Analysis software using the UniProt/Swiss-Prot and Panther data. The total of 201 proteins was indentified. The MS/MS analyses results allowed to distinguish two peptides, which – basing on their functions and occurring interactions – seem to be an interesting and promising research subject in cancer diagnostics and treatment. The indentified compounds include KIF 13B (Kinesin-like protein) and HS90 B (Heat Shock Protein).

16

Żywność funkcjonalna. Najważniejsze osiągnięcia w zakresie badań i wykorzystania

Nosal N., Namieśnik J.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2015

|

nr 3-4

54--56

PL

W wielu ośrodkach naukowych trwają badania ukierunkowane na poznanie mechanizmów działania składników żywności funkcjonalnej na poziomie ekspresji genetycznej, co stwarza możliwość precyzyjniejszego scharakteryzowania funkcji bioaktywnych składników diety z uwzględnieniem zmienności genetycznej populacji. Daje to w efekcie bardziej wiarygodne wyniki badań naukowych dotyczących wpływu bioaktywnych składników diety na funkcjonowanie organizmu ludzkiego. Dzięki temu rozwija się rynek żywności funkcjonalnej.

EN

In many scientific centres, research is being conducted to explore the mechanisms of their action at the genetic expression, which makes it possible to describe the function of bioactive dietary components with regard to genetic variability of the population. This gives more reliable scientific results referring to the impact of bioactive components of the diet on the functioning of the human body. Thanks to this the market of functional food is growing.

17

Biomarkery w diagnostyce medycznej – potencjalne zastosowania i ograniczenia

Parfieniuk E., Fornal E.

LAB Laboratoria, Aparatura, Badania

|

2015

|

R. 20, nr 3

29--34

18

Application of quantum cascade lasers to trace gas detection

Bielecki Z., Stacewicz T., Wojtas J., Mikołajczyk J.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2015

|

Vol. 63, nr 2

515--525

EN

The potential of Quantum Cascade Laser technology has been recently harnessed in industry, medicine and military to create a range of original infrared gas sensors. These sensors have opened up many new applications due to compact size, excellent sensitivity, robust construction and low power requirements. They rely on infrared absorption spectroscopy to determine identity and quantity of gases. The measurement of these gases has relied on different technologies including multi-pass spectroscopy, photoacoustic spectroscopy, cavity ring down spectroscopy, and their various modifications. In this review paper some technologies are described in terms of its advantages/disadvantages in many application. The results of own works about methane, ammonia, nitric oxide, nitrous oxide, and carbonyl sulfide detection are presented as well.

19

Ropy naftowe i ekstrakty bituminów o niskiej zawartości biomarkerów – preparatyka próbek przeznaczonych do analizy GC-MS

Bieleń W., Matyasik I.

Nafta-Gaz

|

2014

|

R. 70, nr 12

868--873

PL

Identyfikacja jakościowa biomarkerów w próbkach geologicznych jest kluczowym zagadnieniem w poznaniu historii powstawania ropy naftowej i jej migracji. Koncentracja wszystkich biomarkerów maleje wraz ze wzrostem stopnia przeobrażeń termicznych. W próbkach będących na wysokim poziomie przeobrażeń termicznych zawartość biomarkerów może być zbyt niska, aby dokonać oceny ich składu jakościowego. W tych przypadkach konwencjonalna procedura wydzielania frakcji nasyconej, zawierającej biomarkery, jest niewystarczająca, dlatego opracowano nową metodę przygotowywania próbek do analiz biomarkerów przy pomocy GC-MS.

EN

Biomarkers concentration decreases with thermal maturity increase. In highly mature samples the amount of biomarkers can be insufficient for precise qualitative evaluation. In such cases conventional procedure of saturated fraction separation is not adequate, hence a new methodology of sample preparation was developed.

20

Zmiana aktywności enzymatycznej antyoksydantów biomarkerem stresu oksydacyjnego u organizmów żywych

Zakrzewski D., Zawisza-Raszka A.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2014

|

nr 5-6

65--67

PL

Stres oksydacyjny u organizmów oddychających tlenowo związany jest z nadprodukcją w ich komórkach reaktywnych form tlenu (RFT), co może mieć szkodliwe i destabilizujące działanie w stosunku do struktur komórkowych, białek czy DNA. Obroną przeciw RFT są antyoksydanty, w tym enzymy takie jak: S-transferaza glutationowa, katalaza czy dysmutaza ponadtlenkowa, których zmiany aktywności mogą być biomarkerami stresu oksydacyjnego.

EN

For aerobic organisms the oxidative stress is a producing of high level reactive oxygen species (ROS) in cells. It is dangerous and harmful for cellular structures, proteins or DNA because it may to cause a destabilization of the structures. Defense against ROS are enzymatic antioxidants such as glutathione S-transferase, catalase or superoxide dismutase, which the changes of activity may be the biomarkers of oxidative stress.