Repository logo

Browsing by Author "Lankosz, Marek"

  • Thumbnail Image
    Item
    Characterization of cell surface structure and its relation to cytoskeleton elasticity in cancer cells
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2016) Bobrowska, Justyna; Lekka, Małgorzata; Silberring, Jerzy; Lankosz, Marek; Laidler, Piotr
    The alterations observed in tumour cells include the number of processes introducing abnormalities in cellular morphology, structure and growth profiles. Despite continuous efforts, the molecular mechanism of the metastasis is still not understood completely. That is the reason why there is an urgent need for the search of new scientific approaches in the cancer progression investigations. The development of various biochemical and biological methods increases the chance to detect cancer, however, in past decades, single cell biomechanics has gained large significance since certain diseases are known to manifest in altered biomechanical properties. Stiffness of single cells is one of the major properties that changes during cancerous progression. Studies have demonstrated that biomechanics can bring both data describing mechanisms underlying cancer progression and tools for its detection and diagnosis at the single cell level. However, one of the emerging directions is to correlate cellular biomechanics with biochemical and biophysical properties of single cells.The main objective of the presented thesis is to study how single cell deformability is linked with cellular surface properties, and how these changes correlate with cancer progression. Thus, the elasticity of melanoma cells was measured by means of atomic force microscopy (AFM). Measurements were carried out for three groups of cells encompassing cells originating from primary tumour sites i.e. from radial and vertical growth phases (RGP and VGP, respectively), and those derived from skin and lung metastasis. The results were compared with properties of melanocytes (cells from which melanoma originates). The surface properties were determined using time of flight secondary ions mass spectrometry(ToF SIMS). The use of ToF SIMS has required to develop a dedicated sample preparation protocol enablingmeasurements of biological material in the high vacuum environment. The final results show the correlation between single cell deformability and surface biochemical properties of melanoma cells. They confirm the hypothesis that cancer progression causes alterations in the morphological and mechanical properties of cancerous cells and these differences are connected with changes in the cellular surface composition.
  • Thumbnail Image
    Item
    Obrazowanie układów złożonych techniką rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej z uwzględnieniem kontrastu zmiany fazy
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2018) Tkocz, Konrad; Kwiatek, Wojciech; Bielecki, Jerzy; Lankosz, Marek; Such, Piotr
    Obserwacja i analiza struktur wewnętrznych obiektów obrazowanych techniką rentgenowskiej mikrotomografii komputerowej możliwa jest, dzięki różnicy masowego współczynnika absorpcji lub współczynnika załamania promieniowania rentgenowskiego w badanych obszarach próbki. W obrębie danego typu tkanki różnica masowych współczynników absorpcji promieniowania X może być niewielka, co utrudnia obserwację szczegółów danej struktury. Głównym celem rozprawy doktorskiej było: zmodernizowanie i zoptymalizowanie układu obrazowania rentgenowskiego, opracowanie metody absorpcyjnego obrazowania rentgenowskiego pozwalającej na poprawę kontrastu między obrazowanymi strukturami obiektów biologicznych oraz wyznaczenie metody pozwalającej na obserwację sygnału wzmocnienia krawędziowego powstałego poprzez refrakcję wiązki promieniowania rentgenowskiego na krawędziach badanej próbki. Szczególnym celem pracy było udowodnienie tezy, iż zmieniając energetyczne widmo emisyjne polichromatycznego źródła twardego promieniowania rentgenowskiego uzyskuje się obrazy absorpcyjne cechujące się poprawą kontrastu między strukturami. Można także zaobserwować sygnał wzmocnienia krawędziowego. Rozdział 3 rozprawy obejmuje podstawowe zagadnienia teoretyczne z dziedziny mikrotomografii komputerowej. Opisano w nim właściwości promieniowania rentgenowskiego oraz sposoby jego oddziaływania z materią. Omówiono matematyczne podstawy algorytmów rekonstrukcji obrazu tomograficznego i przedstawiono podstawowe metody określania kontrastu obrazu. W Rozdziale 4 rozprawy opisano modernizację oraz optymalizację stosowanego układu obrazowania rentgenowskiego. Pokazano procedurę minimalizacji rozmiarów ogniska wiązki elektronów na anodzie lampy rentgenowskiej, co pozwoliło na uzyskanie przestrzennej zdolności rozdzielczej układu wynoszącej 2 . Zaprezentowano zmodernizowany system pozycjonowania próbki oraz system detekcji promieniowania X. Dzięki pracom związanym z modernizacją układu udało się uzyskać i przedstawić autorską metodę określenia powiększenia geometrycznego układu obrazowania. W Rozdziale 5 przedstawiono wyniki badań dotyczące opracowania autorskiej metody absorpcyjnego obrazowania rentgenowskiego. Określono zamodelowany sygnał zmiany rejestrowanej intensywności obrazów rentgenowskich wynikającej ze zmiany napięcia przyspieszającego źródła i porównano go z wynikami eksperymentalnymi. Na podstawie uzyskanych wyników wyznaczono w sposób fenomenologiczny funkcję opisującą zmianę intensywności w zależności od napięcia przyspieszającego lampy rentgenowskiej. Pokazano również interpretację fizyczną znalezionej funkcji oraz cechy wyznaczonych parametrów funkcji. Rozdział 6 przedstawia analizę zmiany intensywności wzmocnionego sygnału krawędziowego w funkcji napięcia przyspieszającego lampy rentgenowskiej. W oparciu o przeprowadzoną analizę wyznaczono funkcję zmiany amplitudy wzmocnionego sygnału krawędziowego w zależności od napięcia lampy, dzięki której opracowano jakościową metodę wyznaczania obrazów rentgenowskich uwzględniających kontrast zmiany fazy. Na podstawie wyznaczonych metod przeprowadzono obrazowanie rentgenowskie obiektów biologicznych zbudowanych z pierwiastków lekkich oraz obiektów charakteryzujących się małą różnicą współczynników absorpcji promieniowania X. Dzięki wyznaczonym metodom udało się osiągnąć absorpcyjne rekonstrukcje rentgenowskie cechujące się lepszym kontrastem w porównaniu do konwencjonalnej techniki obrazowania. Udało się także uzyskać obrazy rentgenowskie uwzględniające kontrast zmiany fazy.