CF1 BIOINFORMATYKA

kierownik: wakat

—————————————————————————————————————————————–

Podstawowym wyposażeniem Modułu CF1 jest najnowszej generacji superkomputer Nvidia DGX-2, umożliwiający wykorzystanie najnowszych technologii opartych o sztuczną inteligencję (AI), w obszarze modelowania in silico i genomiki obliczeniowej. Prace badawcze z wykorzystaniem superkomputera Nvidia DGX-2 skupiają się na opracowywaniu zaawansowanych metod obliczeniowych, które wykorzystują algorytmy uczenia maszynowego, w szczególności głębokiego uczenia (deep learning), do szeroko pojętych zastosowań w genomice oraz komputerowym projektowaniu leków. Nvidia DGX-2 umożliwia rozwój i szerokie zastosowanie najnowocześniejszych narzędzi do analizy predykcyjnej, identyfikacji i weryfikacji nowych celów terapeutycznych, wirtualnego skriningu i projektowania de novo prototypowych leków. Dodatkowo, pozwala na optymalizację parametrów ADME, przewidywanie interakcji ligand-białko, selektywności receptorowej, badanie wpływu polimorfizmów genetycznych na działanie leków oraz wykonywanie metaanaliz danych klinicznych w celu lepszego zrozumienia etiologii chorób. Technologie i metody wykorzystywane w tych procesach obliczeniowych są uważane za kluczowe dla skutecznego opracowywania przyszłych leków, co może znacząco skrócić czas i koszty całego procesu. Uzupełnieniem Modułu są serwery i dyski NAS o pojemności 2,5 PB do magazynowania danych generowanych przez aparaturę do analiz wysokoprzepustowych HTS.

CF2 CHEMIA LEKÓW

kierownik: dr Katarzyna Kaczorowska (tel. +12 334 37 20)

—————————————————————————————————————————————–

CF2A Laboratorium analityki chemicznej

Laboratorium jest kluczowym elementem infrastruktury CEPHARES, skoncentrowanym na dwóch głównych obszarach: badaniach strukturalnych związków chemicznych oraz analizach jakościowych i ilościowych substancji w roztworach. Odgrywa istotną rolę w procesie syntezy związków małocząsteczkowych, umożliwiając monitorowanie reakcji, analizę produktów i zanieczyszczeń, ocenę czystości chemicznej i optycznej oraz przeprowadzanie zaawansowanych analiz strukturalnych.
Dzięki dostępności wysokorozdzielczych i czułych systemów chromatograficznych w module CF2 możliwa jest precyzyjna analiza ilościowa różnorodnych mieszanin oraz szczegółowa analiza farmakokinetyczna. Laboratorium działa również jako samodzielna jednostka, realizując zadania badawcze i komercyjne we współpracy z partnerami zewnętrznymi, w tym instytucjami naukowymi i przedsiębiorstwami.

  • Ultrawysokosprawny system chromatografczny UHLC-MS (Vanquish Flex HPLC) dedykowany do analizy ilościowej i jakościowej nowo zsyntezowanych związków. System wyposażony w detektor UV-VIS z matrycą diodową oraz spektrometr masowy typu potrójny kwadrupol z jonizacją przez rozpylanie w polu elektrycznym (ESI) oraz jonizację chemiczną pod ciśnieniem atmosferycznym APCI . Połączenie rozdziału chromatograficznego z wysokoczułą spektrometrią mas ma szereg zalet i w znacznym stopniu poszerza zakres usług możliwych do wykonania.  Ten wysokoczuły system chromatograficzny UHPLC-MS pozwala m.in. na rozróżnienie dwóch różnych związków posiadających ten sam czas retencji Rf, dzięki różnicom wynikającym z ich widm masowych. Ponadto zastosowaniu wysokoczułego spektrometru mas TSQ Altis Plus umożliwia  wykonanie oznaczenia w ilości pg, a w niektórych przypadkach nawet fg.
  • Spektrometr NMR dwukanałowy spektrometr dedykowany do badań w fazie ciekłej kontrolowany przez komputer z oprogramowaniem TopSpin 4.3. Wyposażony w najnowszej generacji wysokoczułą automatycznie strojoną (ATMA™) głowicę pomiarową typu i-Probe™ oraz automatyczny zmieniacz próbek SampleCase™. Umożliwia rejestrację widm 1H / 1H{19F}, 19F / 19F{1H} oraz widm dla jąder z zakresu 15N – 31P z odsprzęganiem protonów. Konfiguracja spektrometru umożliwia jego pracę w trybie ciągłym (24h/7) pod kontrolą oprogramowania IconNMR™. Przeznaczony do badań struktury związków organicznych, kinetyki, dynamiki cząsteczek, określenia struktury przestrzennej, izomerii związków oraz czystości preparatów organicznych.
  • Zestaw UPLC-MS  (Waters) wyposażony w detektor UV-VIS i detektor diodowy (PDA) oraz spektrometr mas typu potrójny kwadrupol (TQ). Dedykowany do analizy optymalizacji parametrów reakcji, określenia stopnia konwersji oraz selektywności reakcji.
—————————————————————————————————————————————–

CF2B Laboratorium skalowania syntez

Wyposażenie pracowni jest unikatowe w skali kraju w środowisku akademickim. Podobną, ale nie identyczną aparaturę posiadają jedynie duże firmy farmaceutyczne, bez otwartej dostępności dla celów badawczych. Wprowadzenie najnowszych technologicznie rozwiązań do procesu syntezy i analizy związków małocząsteczkowych pozwala na realizowanie szerokiego spektrum projektów z zachowaniem najwyższych reżimów technologicznych obowiązujących w przemyśle farmaceutycznym. Ponadto prowadzenie badań na sprzęcie kompatybilnym ze stosowanym w przemyśle, nie tylko uwierzytelnia, ale również ułatwia proces wdrożenia i transferu wiedzy. Inteligentne i rozbudowane aplikacyjnie stanowisko do syntezy związków małocząsteczkowych składające się z dwustanowiskowej stacji roboczej do syntez w małej skali (EasyMax 102 Advanced, Mettler Toledo) oraz stacji do skalowania syntez (Radleys Reactor-Ready™) daje możliwość wykonywania szerokiego spektrum badań, przeprowadzania reakcji w bardzo dużym zakresie temperatury i ciśnienia oraz w zróżnicowanej skali. Implementacja nowych technologii w obszarze syntezy chemicznej umożliwia zwiększenie selektywności i wydajności procesów, eliminację substancji niebezpiecznych, bezpieczne skalowanie, rozszerzenie  możliwości badawczych, oraz ułatwia transfer technologii do przemysłu.

  • Stacja robocza do syntez w małej skali EasyMax 102 Advanced (Mettler Toledo) jest wyposażona w pełni zautomatyzowane systemy umożliwiające bieżące monitorowanie kinetyki reakcji, sterowanie parametrami, rejestrowanie, analizę oraz archiwizację danych. W skład stacji wchodzi Detector, IR 702L, 9.5×305 mm do śledzenia postępu reakcji w czasie rzeczywistym, kamera laserowa do monitorowania procesów krystalizacji, precyzyjne pompy dozujące reagenty, kriostat chłodzący, generator wodoru z naczyniem ciśnieniowym, oraz kontroler przepływu gazów osłonowych umożliwiający prowadzenie reakcji w warunkach beztlenowych i bezwodnych. Dodatkowo stanowisko posiada  system który zapewnia bezobsługowe pobieranie reprezentatywnych próbek w określonym czasie w trybie 24h. Dzięki bogatemu wyposażeniu stacji możliwe jest prowadzenie reakcji chemicznych w szerokim zakresie temperatur od −40 °C do 200 °C oraz ciśnień od 0 do 60 bar, maksymalna objętość reaktora 100
  • Stacja robocza do skalowania procesów (Radleys Reactor-Ready™): do syntez w większej skali dedykowana jest do optymalizacji i skalowania procesów chemicznych w szerokim zakresie temperatur (–80°C-180°C) z dużą precyzją i dokładnością, zapewniającą powtarzalność i odtwarzalność eksperymentów.  Zestaw do skalowania syntez jest wyposażony w reaktory szklane (o pojemności 1L, 2L, 5L), automatyczny system dozowania i mieszania, kriostat cyrkulacyjny, sondę IR oraz oprogramowanie sterujące AVA Lab Control. Dzięki stacji roboczej do syntezy w większej skali możliwa jest wieloetapowa i w pełni kontrolowana optymalizacja parametrów reakcji i procesów chemicznych pod kątem: zwiększenia efektywności i bezpieczeństwa procesu, redukcji ilości odczynników i rozpuszczalników stosowanych do reakcji, eliminacji tworzenia się niebezpiecznych dla środowiska substancji ubocznych, określenia pełnego bilansu masy danego procesu w skali od kilku gramów do kilkuset gramów.
  • Chromatograf typu flash (PuriFlash XS 520, Interchim) to zautomatyzowany system do oczyszczania i wydzielania produktów reakcji, doskonały do zastosowań rutynowych. System posiada bardzo wysoko wydajną pompę gradientową oraz zintegrowany detektor DAD (UV-Vis) i zamykany kolektor frakcji. Wyposażony w kolumny o pojemności od 4 g do 330 g.
  • Preparatywny chromatograf cieczowy (AutoPurification-Waters) sprzężony z detektorem mas typu pojedynczy kwadrupol, HPLC-DAD-MS umożliwia szybką i wydajną izolację oraz oczyszczanie różnych związków organicznych w skali analitycznej i semi-preparatywnej. Wyposażony w detektor UV (zakres 190-700 nm) i detektor masowy typu pojedynczy kwadrupol z  jonizacją poprzez elektrorozpraszanie (ESI, zakres mas: 30-1250 m/z dokładność masy: ±0,2 Da), oraz autosampler i kolektor frakcji (oparty na zaworze trójdrożnym o szybkim czasie przełączania, zapewniający wysoką sprawność frakcjonowania). Dzięki połączeniu wysokosprawnej chromatografii cieczowej ze spektrometrią mas możliwe jest szybkie i wysokowydajne oczyszczanie ukierunkowane na masę lub oparte o detekcję UV.

CF3 BIOANALIZA

kierownik: dr Grzegorz Satała (tel. +12 334 37 03)

—————————————————————————————————————————————–

CF3A Laboratorium farmakokinetyki i metabolizmu

Laboratorium dedykowane do szybkich oraz efektywnych analiz prototypowych leków oraz substancji aktywnych wyposażone w system wysokosprawnej chromatografii cieczowej umożliwiającej badanie wpływu kandydatów na lek, na funkcję zaangażowanych w metabolizm leków izoenzymów cytochromu P450 oraz neuroendokrynnej regulacji funkcji układu cytochromu P450. Z kolei system do przyżyciowego badania szlaków metabolicznych wykorzystywany może być w kontekście zmian komórkowych występujących w chorobach neuropsychiatrycznych i neurodegeneracyjnych oraz do monitorowania zdolności odwracania efektów patologicznych przez prototypowe związki.

—————————————————————————————————————————————–

CF3B Laboratorium wysokoprzepustowego skriningu

Laboratorium wyposażone w aparaturę wyróżniającą się wyjątkową synergicznością technologii, umożliwiającą kompleksową analizę biologiczną na najwyższym poziomie. Opera Phenix Plus zapewnia zaawansowaną mikroskopię konfokalną o wysokiej rozdzielczości, idealną do szybkiej analizy komórek na żywo, podczas gdy Echo 650 umożliwia precyzyjne akustyczne dozowanie bezkontaktowe, co minimalizuje zanieczyszczenia i błędy. Biacore S200, dzięki technologii SPR (surface plasmon resonance), pozwala na monitorowanie interakcji biomolekularnych w czasie rzeczywistym, a Dianthus Pico oferuje ultraszybki i bardzo czuły system analizy wiązań. Razem tworzą stanowisko o unikalnej i wyjątkowej wszechstronności, precyzji i szybkości, idealne do prowadzenia skomplikowanych badań przesiewowych na dużą skalę.

  • Opera Phenix Plus (Revvity) – system mikroskopii konfokalnej z wysoką przepustowością, umożliwiający precyzyjne obrazowanie 3D próbek do badań przesiewowych i analizy komórkowej. Wykorzystuje technologię spinning disk confocal do minimalizacji wypalania obrazu i uszkodzeń komórek; to zaawansowany system do analizy obrazu o wysokiej przepustowości, który jest szczególnie przydatny w badaniach biologii komórkowej, zwłaszcza w testach przesiewowych opartych na komórkach. Wyposażony w czterokanałową detekcję fluorescencyjną oraz możliwość wielokanałowej analizy obrazów, umożliwia jednoczesne monitorowanie wielu parametrów w czasie rzeczywistym. Zoptymalizowany do analizy złożonych modeli biologicznych, takich jak współhodowle czy organoidy. System zapewnia doskonałą rozdzielczość i szybkość analizy dzięki technologii spinning disk confocal. Możliwość równoległej akwizycji obrazów i detekcji fluorescencji sprawia, że Opera Phenix Plus idealnie nadaje się do badań przesiewowych wysokiej przepustowości (HTS). Posiada opcję automatyzacji, co zwiększa wydajność eksperymentów i pozwala na pracę z dużymi zestawami danych. Funkcja automatycznego wyznaczania ostrości obrazu i stabilnej kontroli temperatury zapewnia optymalne warunki dla długoterminowych eksperymentów z żywymi komórkami. Dzięki zaawansowanemu oprogramowaniu Harmony, użytkownik może przeprowadzać kompleksowe analizy i wizualizacje danych w intuicyjny sposób. Zastosowanie w badaniach związków, toksyczności oraz badań farmakologicznych jest wspierane przez wielofunkcyjną analizę obrazów na poziomie pojedynczych komórek.

 

  • Biacore S200 (Cytiva) to platforma do analizy interakcji biomolekularnych wykorzystująca technologię rezonansu plazmonowego na powierzchni (SPR, ang. Surface Plasmon Resonance). Umożliwia badanie kinetyki wiązania, powinowactwa oraz stechiometrii interakcji między białkami, kwasami nukleinowymi, peptydami i innymi molekułami. Urządzenie oferuje wyjątkową czułość i dokładność, umożliwiając pomiary bardzo słabych oddziaływań w czasie rzeczywistym, co jest kluczowe w badaniach nad lekami i bioterapeutykami. S200 pozwala na prowadzenie eksperymentów w szerokim zakresie temperatur, co umożliwia dokładną ocenę termodynamiki interakcji. Oprogramowanie wspierające eksperymenty zapewnia szczegółową analizę parametrów kinetycznych, takich jak szybkość asocjacji i dysocjacji, a także wyliczenie stałych równowagi wiązania (KD). Dzięki możliwości badania interakcji bez znakowania, eliminuje potencjalne zakłócenia wynikające z modyfikacji molekuł. Umożliwia analizę oddziaływań na poziomie pM, co sprawia, że jest idealny do odkrywania nowych leków, analizy siły wiązań i badań nad powinowactwem ligandów. Wbudowana automatyzacja i system zarządzania próbkami pozwalają na równoczesną analizę wielu próbek, co zwiększa przepustowość badań. System jest szeroko stosowany w badaniach nad biologicznymi produktami leczniczymi, badaniach farmaceutycznych oraz naukach biomolekularnych.
  • Dianthus Pico (Nanotemper) do analizy interakcji białek z małocząsteczkowymi ligandami, wykorzystujący technologię termoforezy w skali mikro (MST, ang. MicroScale Thermophoresis). Monitoruje zmiany fluorescencji, oferując precyzyjne pomiary w czasie rzeczywistym – to nowoczesne urządzenie do analizy wiązań molekularnych. Urządzenie pozwala na bezkontaktową i bezznacznikową ocenę interakcji między cząsteczkami, takimi jak białka, kwasy nukleinowe, lipidy i inne ligandy, w niskich stężeniach nanomolarnych i pikomolarnych. Technologia MST umożliwia analizę zmian w ruchliwości molekuł pod wpływem zmiennego gradientu temperatury, co pozwala na precyzyjne określenie siły wiązania między partnerami molekularnymi. Dianthus oferuje bardzo szybkie czasy analizy, co czyni go idealnym do przesiewów wysokiej przepustowości (HTS) w badaniach nad lekami. System może pracować z próbkami w różnych warunkach środowiskowych, takich jak różne bufory, wysokie stężenia DMSO czy detergenów, co zwiększa jego elastyczność w analizie biologicznej. Dzięki bezpośredniemu pomiarowi bez konieczności stosowania znaczników, Dianthus eliminuje możliwość zniekształceń wyników związanych z modyfikacjami chemicznymi. Urządzenie pozwala na analizę dużych bibliotek związków, co czyni go idealnym narzędziem w odkrywaniu nowych leków. Automatyzacja procesu analizy pozwala na badanie dużych ilości próbek w krótkim czasie, co zwiększa efektywność pracy w laboratorium.
  • Echo 650 (Beckman) to urządzenie wykorzystujące technologię dozowania akustycznego, które umożliwia precyzyjne, bezkontaktowe przenoszenie cieczy. Technologia ta pozwala na przenoszenie bardzo małych objętości próbek – od nanolitrów do mikrolitrów – z niezwykłą dokładnością, co minimalizuje ryzyko kontaminacji i straty materiału. Echo 650 jest szeroko stosowany w laboratoriach zajmujących się badaniami przesiewowymi związków, testami enzymatycznymi oraz przygotowywaniem próbek do sekwencjonowania. System ten eliminuje konieczność stosowania klasycznych pipet i końcówek, co zmniejsza koszty operacyjne i generowanie odpadów. Umożliwia szybkie przenoszenie próbek między mikropłytkami, co przyspiesza procesy badawcze i zwiększa przepustowość laboratoriów pracujących w trybie HTS (ang. High Throughput Screening). Echo 650 jest kompatybilny z szeroką gamą formatów mikropłytek, co pozwala na integrację z innymi systemami laboratoryjnymi. Oprogramowanie sterujące umożliwia programowanie złożonych protokołów dozowania i monitorowanie dokładności transferu cieczy w czasie rzeczywistym. Urządzenie wspiera także transfery wielowarstwowe i mieszanie próbek, co dodatkowo zwiększa jego zastosowanie w złożonych badaniach chemicznych i biologicznych. Dzięki wysokiej precyzji przenoszenia próbek, Echo 650 jest niezastąpionym narzędziem w laboratoriach zajmujących się badaniami nad lekami, biotechnologią i genetyką.

 

  • Biomek i7 (Beckman Coulter) to robotyczna stacja pipetująca, zaprojektowana do automatyzacji złożonych protokołów laboratoryjnych, takich jak przygotowanie próbek do sekwencjonowania, testy przesiewowe, reakcje PCR oraz inne badania biologiczne i chemiczne. Stacja ta wyposażona jest w precyzyjne ramię pipetujące, które może operować w szerokim zakresie objętości cieczy, od mikrolitrów do mililitrów, zapewniając wyjątkową dokładność i powtarzalność. Biomek i7 może być zintegrowany z różnymi modułami, takimi jak dozowniki reagentów, inkubatory, czy wytrząsarki, co zwiększa elastyczność urządzenia. Oprogramowanie Biomek umożliwia użytkownikowi programowanie skomplikowanych protokołów, optymalizując pracę w laboratorium i redukując ryzyko ludzkich błędów. Dzięki zaawansowanym funkcjom, stacja wspiera badania wysokoprzepustowe oraz zautomatyzowane przygotowanie bibliotek do sekwencjonowania. Możliwość pracy z różnymi formatami mikropłytek pozwala na dostosowanie urządzenia do szerokiej gamy aplikacji badawczych, od testów przesiewowych po przygotowanie prób do badań molekularnych.

 

  • CLARIOstar Plus (BMG LABTECH) to wszechstronny czytnik mikropłytek, wyposażony w monochromator LVF (ang. Linear Variable Filter), umożliwiający wybór długości fali dla pomiarów takich jak fluorescencja, luminescencja, absorbancja, FRET i BRET. Urządzenie zapewnia automatyczne ogniskowanie, kontrolę poziomu CO₂ i O₂ dzięki funkcji Gas Control, a także zaawansowane zarządzanie temperaturą i wytrząsaniem. Może pracować z mikropłytkami o różnych formatach (od 6 do 1536 dołków) oraz wspiera testy HTS (ang. High Throughput Screening). CLARIOstar Plus wyposażony jest także w podajniki na 50 mikropłytek, co zwiększa wydajność i automatyzację przy analizie dużych ilości próbek. Dodatkowo, oferuje funkcje korekcji zjawisk fotowybielenia oraz integrację z zaawansowanym oprogramowaniem analitycznym.

—————————————————————————————————————————————–

CF3C Laboratorium proteomiki i spektrometrii mas

kierownik: dr Przemysław Mielczarek

Spektrometria mas jest szczególnie przydatna do analiz proteomicznych strategią shotgun, czyli jednoczesnym oznaczaniu tysięcy białek obecnych w bardzo skomplikowanych mieszaninach biologicznych, jednocześnie nie gubiąc informacji o modyfikacjach potranslacyjnych każdego z oznaczanych białek. Wysokorozdzielcza spektrometria mas nie tylko pozwala na jednoznaczną identyfikację białek i peptydów, ale w połączeniu z analizatorem ruchliwości jonów TIMS pozwala bardzo szczegółowo scharakteryzować modyfikacje potranslacyjne, takie jak glikozylacje, z jednoczesnym rozróżnieniem izomerycznych reszt glikanowych, czyli związków chemicznych o jednakowej masie cząsteczkowej, a różnej budowie chemicznej. Sam pomiar przy pomocy konwencjonalnej spektrometrii mas, nie będzie przydatny w takich przypadkach. Analizy takie mogą być stosowane w modelach in vivo oraz in vitro, a szczególnie w analizie peptydów występujących w centralnym układzie nerwowym. Obecnie stosowane techniki w znacznym stopniu ograniczają możliwość przeprowadzenia analiz ilościowych, gdyż wymagają stosowania bardzo kosztownego znakowania izobarycznego znacznikami typu iTraq lub TMTpro. Duży koszt takich analiz w znacznym stopniu ogranicza wykonywanie takich oznaczeń na skalę masową. Spektrometr masowy timsTOF Pro 2 pozwala na przeprowadzenie analiz ilościowych typu label-free, co ogranicza koszt analizy i nie wymaga stosowania żadnych znaczników. Można wykonać analizy ilościowe wszystkich białek w mieszaninie, a nie tylko jednego lub kilku wybranych, jak w przypadku analiz targetowanych z zastosowaniem spektrometrów masowych wyposażonych w analizatory kwadrupolowe. Co więcej, spektrometr ten wyposażony jest w źródło jonów typu ESI, które umożliwia przeprowadzenie bezpośrednich analiz on-line nanoLC-MS dzięki możliwości połączenia chromatografii cieczowej bezpośrednio ze spektrometrem masowym.

 

 

 

 

Dodatkowo, laboratorium wyposażone jest we własny serwer MASCOT umożliwiający przeszukiwanie białkowych baz danych. Opisany powyżej system LC-MALDI będący na wyposażeniu Laboratorium Proteomiki i Spektrometrii Mas jest przeznaczony do zaawansowanych analiz proteomicznych polegających na identyfikacji białek bez konieczności stosowania elektroforezy żelowej. Stosując znaczniki izobaryczne, takie jak iTraq, możliwe jest wykonanie proteomiki ilościowej, jednocześnie oznaczając stężenia nawet tysięcy białek w jednej próbce. Kolejną aplikacją wykorzystującą wysokorozdzielczy spektrometr masowy MALDI-TOF/TOF, jest obrazowanie molekularne MALDI. Podczas tych eksperymentów spektrometr umożliwia uzyskanie map obrazowanej tkanki prezentując obszary, w których występują substancje o konkretnych wartościach m/z (stosunku masy do ładunku). Pozwala to na zobrazowanie, na przykład w jakich strukturach mózgowych występują konkretne lipidy, peptydy, neurotransmitery, czy nawet całe białka. Strategia ta jest często stosowana w celu określenia struktur mózgowych w których występują konkretne związki endogenne, ale również w celu poszukiwania nowych biomarkerów.

  • Spektrometr masowy timsTOF Pro 2 z technologią PASEF (Bruker) wyposażony w kapilarny chromatograf cieczowy Ultimate 3000 to unikatowe urządzenie na skalę światową, w Polsce to pierwsza instalacja w jednostce naukowo-badawczej dostępna do celów komercyjnych. Przyrząd ten jest nie tylko wysokorozdzielczym spektrometrem masowym wyposażonym w jonizację ESI, ale dodatkowo posiada analizator ruchliwości jonów TIMS. Rozwiązanie to pozwala na uzyskanie dodatkowych informacji strukturalnych na temat budowy badanych związków, a w przypadku badań proteomicznych w znaczący sposób podnosi jakość uzyskiwanych wyników. Dzięki wysokiej czułości i fragmentacji peptydów/białek/cząsteczek z zastosowaniem technologii PASEF, spektrometr ten jest wiodącym na rynku przyrządem w badaniach proteomicznych typu shotgun. Połączenie tego spektrometru z kapilarną chromatografią cieczową sprawia, że jest przyrządem analitycznym o szerokim spektrum zastosowań, nie tylko w obszarze proteomiki, ale również do analiz leków, związków endogennych i wszelakich analiz ilościowych.
  • Spektrometr masowy ultrafleXtreme (Bruker) to spektrometr masowy, który powstał w wyniku najnowszych osiągnięć technicznych w dziedzinie spektrometrii mas typu MALDI-TOF/TOF. To czołowy model z jonizacją typu MALDI oferujący najlepsze wyniki w badaniach proteomicznych, poszukiwaniu biomarkerów oraz obrazowaniu molekularnym MALDI. Spektrometr ten jest idealnym narzędziem w badaniach obejmujących następujące zagadnienia : identyfikację białek z żelu poliakrylamidowego, identyfikację i analizę ilościową białek metodą LC-MALDI (z zastosowaniem metod znakowania izotopowego, głównie iTRAQ, TMTpro, ale również ICAT), zaawansowane analizy biomarkerów, obrazowanie tkanek techniką MALDI w celu zbadania dystrybucji przestrzennej różnego rodzaju związków biologicznie aktywnych, sekwencjonowanie de novo peptydów.

CF4 MECHANIZMY DZIAŁANIA LEKU

 

CF4A Laboratorium badań in vitro i ex vivo

kierownik:  mgr Tomasz Lenda (tel. +12 334 37 09)

—————————————————————————————————————————————–

Laboratorium badań in vitro i ex vivo jest elementem ciągu naukowo-technologicznego CEPHARES, który umożliwia identyfikację mechanizmów działania nowych substancji o potencjalnym charakterze terapeutycznym. Posiadane zestawienie wyposażenia stanowiące nowoczesną oraz wysoce wydajną aparaturę o wysokiej czułości i precyzji pomiarów jest unikatowe w środowisku akademickim zarówno na skalę krajową jak i Europy środkowo-wschodniej. W jednym laboratorium możliwa jest funkcjonalna analiza metabolizmu komórkowego (Agilent Seahorse XF Pro), zautomatyzowane półilościowe oraz ilościowe (Protein Simple Jess) badania poziomu ekspresji białek oraz pomiar tkankowego i synaptycznego poziomu neuroprzekaźników (Thermo Vanquish Core HPLC-ECD). Posiadana aparatura znalazła szerokie uznanie zarówno w akademii, jak i w przemyśle farmaceutycznym, dzięki czemu wzrósł prestiż Instytutu, a wyniki generowane przez naszych naukowców są na nowoczesnym, światowym poziomie.

  • Agilent Seahorse XF Pro – unikatowe urządzenie służące do funkcjonalnej analizy metabolizmu energetycznego komórek. System automatycznie oblicza dwa współczynniki: szybkość zużycia tlenu tzw. OCR (ang. Oxygen Consumption Rate) dla oddychania mitochondrialnego oraz szybkość zakwaszania zewnątrzkomórkowego tzw. ECAR (ang. Extracellular Acidification Rate) dla glikolizy. Pomiary OCR pozwalają określić podstawowe oddychanie, produkcję ATP, wyciek protonów, maksymalne oddychanie i zapasową pojemność oddechową, natomiast pomiary ECAR umożliwiają ocenę glikolizy, pojemności glikolitycznej i rezerwy glikolitycznej. Zaletą metody jest brak potrzeby znakowania komórek, a tym samym minimalna ingerencja w układ badawczy. Detekcja odbywa się za pomocą czujników optycznych, które nie wpływają na stan fizjologiczny badanych próbek biologicznych. Urządzenie pracuje w formacie szalek wielodołkowych, na 96 próbkach równocześnie. Co więcej, urządzenie umożliwia precyzyjne podawanie do badanych hodowli 4 różnych substancji w trakcie analizy. Pomiary można prowadzić na wszystkich rodzajach żywych kultur komórkowych, zarówno przylegających, jak i zawieszonych, hodowlach 3D, fragmentach tkankowych oraz izolowanych frakcjach mitochondrialnych.

 

  • Amersham Typhoon 5  (Cytiva) – Wielofunkcyjny skaner do obrazowania biomolekularnego, w tym ilościowych analiz proteomicznych DIGE oraz autoradiografii cyfrowej w dużym formacie (40 x 46 cm). Jego działanie jest oparte o 5 różnych laserów i 6 różnych filtrów emisyjnych, pozwalając na analizę fluorescencji tej samej próbki w świetle niebieskim, zielonym, czerwonym oraz w podczerwieni i bliskiej podczerwieni, a także detekcję rozpadów radioaktywnych izotopów. Aparatura umożliwia precyzyjną analizę obrazów uzyskanych w przebiegu wielu różnych eksperymentów biochemicznych. Typhoon 5 to wszechstronne urządzenie, które może analizować szerokie spektrum próbek, zarówno żele, membrany, wielodołkowe szalki do kultur komórkowych, szkiełka mikroskopowe i preparaty tkankowe.

 

 

  • Protein Simple Jess  (Biotechne) – aparatura pozwalająca na całkowite zautomatyzowanie techniki Western blot od etapu elektroforezy, poprzez inkubację z przeciwciałami oraz płukania, aż po detekcję i ilościową analizę wyników w czasie poniżej 4 godzin. Dzięki wysokiej czułości systemu na poziomie pg, system umożliwia detekcję białka przy nawet niewielkiej ilości materiału (<0.6μg białka). Dodatkowo, w pełni zautomatyzowany proces pozwala na zwiększenie powtarzalności otrzymywanych wyników, co jest dużym wyzwaniem przy stosowaniu tradycyjnej, wieloetapowej metody. Kolejną zaletą systemu Jess jest możliwość zastosowania procedury RePlex, która podobnie jak proces strippingu membrany przy Western blot, umożliwia detekcję różnych białek po pojedynczym rozdziale próbek, co w połączeniu z detekcją chemiluminescencyjną i fluorescencyjną oferowaną przez system znacznie poszerza możliwości pomiaru podczas pojedynczego eksperymentu.

 

  • Zestaw do wysokosprawnej chromatografii cieczowej HPLC-EDC (Vanquish Core, Thermo Scientific, detektor elektrochemiczny Decade Elite, Antec Scietific). Zestaw HPLC bazujący na serii Vanquish Core dedykowanej do pracy zarówno w przemyśle farmaceutycznym jak i laboratoriach naukowych, wyposażony w detektor elektrochemiczny o wysokiej czułości. Zestaw umożliwia rutynowe oznaczanie zawartości neurotransmiterów (m.in. noradrenaliny, dopaminy, serotoniny oraz ich metabolitów) w przestrzeni synaptycznej oraz homogenatach tkankowych. Analizy HPLC-EDC wspierają badania wpływu nowych substancji na cel biologiczny, weryfikacji mechanizmu ich działania oraz neurotoksyczności. Ponadto są kluczowe w badaniach schorzeń psychicznych, neurologicznych i neurodegeneracyjnych.

 

CF4B Laboratorium obrazowania mikroskopowego

kierownik:  dr Julita Wesołowska (tel. +12 334 37 09)

—————————————————————————————————————————————–

Wyposażenie laboratorium obejmuje m.in. unikatowy w skali całego kraju mikroskop dwufotonowy Leica Stellaris Dive przeznaczony głównie do badań elektofizjologicznych oraz do obrazowania in vivo i do rejestracji trójwymiarowych obrazów grubych (ok. 400 um) skrawków tkankowych z wysoką rozdzielczością. Dzięki całkowicie przestrajalnemu laserowi InSight X3 (Spectra Physics) w zakresie 680 – 1300 nm, możliwa jest rejestracja próbek biologicznych, które są znakowane standardowymi znacznikami fluorescencyjnymi, które powszechnie wykorzystywane są w mikroskopii fluorescencyjnej i konfokalnej. Ten zaawansowany system pozwala na wykonywanie eksperymentów ex vivo na żywej wyizolowanej tkance: szeroki wachlarz eksperymentów elektrofizjologicznych, których celem jest badanie funkcjonalności komórek nerwowych np. patch clamp, fotouwalnianie i fotostymulacja w dowolnym miejscu w komórce, eksperymenty optogenetyczne, obrazowanie w głąb tkanki znakowanej, co pozwala na rejestrację obrazów w nienaruszonych warstwach komórek np. tkanki mózgowej.

W przyszłości aparatura będzie również wykorzystywana do wykonywania eksperymentów na małych żywych zwierzętach transgenicznych w celu badania bezpośrednich efektów terapeutycznych badanych i projektowanych w CEPHARES związków chemicznych i leków.

  • Unikatowy w skali całego kraju Mikroskop dwufotonowy Leica Stellaris DIVE z laserem InSight X3 jest wyspecyfikowany i przeznaczony do zaawansowanych badań elektofizjologicznych, których celem jest badanie funkcjonalności komórek nerwowych in situ np. patch clamp, fotouwalnianie i fotostymulacja, eksperymentów optogenetycznych oraz obrazowania w głąb tkanki (deep tissue imaging).

 

  • Mikroskop konfokalny Leica TCS SP8 X : mikroskop odwrócony wyposażony w biały laser oraz detektory hybrydowe HyD i PMT. Możliwość wzbudzenia dowolnego fluoroforu w zakresie 405 nm – 600 nm, detekcja spektralna, obrazowanie hybrydowe: szerokopolowe i konfokalne. Komora środowiskowa zapewnia utrzymanie optymalnych warunków do wielogodzinnego obrazowania żywych komórek, prowadzenie eksperymentów FRAP, FLIP oraz FRET.
  • Szerokopolowy mikroskop Leica THUNDER Imager z modułem TIRF i komorą środowiskową OkoLAB: mikroskop z modułem TIRF skop odwrócony wyposażony jest w diody do obrazowania szerokopolowego oraz lasery o długościach fali 488 nm oraz 561 nm (moduł TIRF), kamerę sCMOS ORCA Hamamatsu. Dodatkowo system wyposażony jest w zaciemniającą komorę środowiskową OkoLAB, która umożliwia rejestracje żywych preparatów.

CF5 MODELE BEHAWIORALNE

kierownik: dr Justyna Barut (tel. +12 662 32 45)

—————————————————————————————————————————————–

CF5A Laboratorium wektorów wirusowych

opiekun – kierownik ZIG GMO/GMM: dr Piotr Chmielarz

Laboratorium oferuje zaplecze oraz niezbędny sprzęt potrzebny do procesów wytwarzania wektorów wirusowych (AAV, LVV), klonowania molekularnego i genotypowania. W skład modułu wchodzą dedykowane pomieszczenia do hodowli in vitro komórek. Wszystkie pomieszczenia spełniają standardy badań GMM/GMO i posiadają aktualne zgody na prace z GMO (kategoria I) i GMM (kategoria II), wydane przez Ministerstwo Środowiska. Opiekunem laboratorium jest dr Piotr Chmielarz, kierownik ZIG GMO/GMM w IF PAN.

  • Ultrawirówka Eppendorf CS150NX – nowoczesna mikro-ultrawirówka osiągająca prędkości do 1,050,000 × g (150,000 rpm), umożliwiająca separację szerokiego spektrum próbek biologicznych (wirusów, DNA, RNA, białek, kompleksów białkowych czy organelli subkomórkowych) w objętościach do 30 mL na gilzę. Urządzenie wyposażone jest w system kontroli czasu rzeczywistego pozwalający na precyzyjne sterowanie parametrami wirowania. Wyposażenie obejmuje również intuicyjny panel dotykowy LCD oraz system samohamującego wirnika i bezkontaktowy czujnik niewyważenia, zapewniające bezpieczną pracę.

CF5B Laboratorium badań behawioralnych

—————————————————————————————————————————————–

Laboratorium umożliwia prowadzenie zaawansowanych badań przedklinicznych na mysich modelach chorób OUN, w tym również modelach genetycznych. Możliwe jest przeprowadzenie szerokiej analizy behawioralnej zwierząt w oparciu o podstawowe testy analizujące spontaniczną aktywność ruchową (OFT), koordynację ruchową (rotarod, CatWalk), lękliwość (LDB, EPM), testy w kierunku wykrywania zachowań depresyjnych i mierzące odpowiedź po podaniach leków przeciwdepresyjnych (FST, TST). Laboratorium jest też przystosowane do prowadzenia testów w kierunku oceny pamięci roboczej (wyposażenie w trakcie kompletowania). Wyznacznikiem laboratorium jest praca w oparciu o zautomatyzowaną analizę danych behawioralnych z wykorzystaniem systemu Nodus EthoVision. Laboratorium zostało także wyposażone w dwa stanowiska podań stereotaktycznych (automatyczna pompa infuzyjną) wraz z systemem do anestezji wziewnej.

Dodatkowo, laboratorium behawioralne jest wyposażone w jedyny w badawczych placówkach w kraju system klatek metabolicznych Promethion Core, które stanowią jedne z najbardziej zaawansowanych narzędzi dostępnych na rynku do kompleksowej analizy metabolicznej i behawioralnej zwierząt in vivo.

  • Promethion Core (Sable Systems) to klatki metaboliczno-behawioralne dla gryzoni, które zostały zaprojektowane w celu uzyskania najdokładniejszych i wszechstronnych danych u spontanicznie eksplorującego zwierzęcia. Klatki umożliwiają pomiar metabolizmu, ogólnej aktywności ruchowej, biegu na kołowrotku, odpoczynku oraz zachowań związanych z pobieraniem pokarmu i wody (lub innego płynu). Klatki można konfigurować w zależności od rodzaju eksperymentów, m.in. badania preferencji pokarmowych lub płynnych, badania kamienia skojarzonego, czy badania diety wysokotłuszczowej.