Laboratorium MCB. Statek z czasów Kolumba pod lupą naukowców z UKSW.

Laboratorium MCB. Statek z czasów Kolumba pod lupą naukowców z UKSW.

11 września, 2023 0 przez Redaktor

Przełomowe badania w Multidyscyplinarnym Centrum Badawczym. Nasi naukowcy poddają analizie wodę i powietrze, ceramikę i glebę.

Celem Multidyscyplinarnego Centrum Badawczego (MCB), otwartego niedawno w podwarszawskim Dziekanowie Leśnym, jest tworzenie nowych technologii, które znajdą zastosowanie w szeroko rozumianej gospodarce, w tym w przemyśle i ochronie środowiska.  

Specjalistyczne badania prowadzi również, będące częścią MCB, Laboratorium Monitoringu Środowiska, w którym naukowcy naszego Uniwersytetu, wyposażeni w nowoczesną aparaturę dostosowują metody badawcze do każdego zlecenia. 

– Nasze laboratorium pozwala na prowadzenie wszechstronnych badań – mówi Maciej Sierakowski z Instytutu Nauk Biologicznych UKSW, kierownik Laboratorium Monitoringu  Środowiska MCB. – Jednocześnie możemy sobie pozwolić na wykonywanie analiz eksperymentalnych, opracowanie nowych metod w przypadku nietypowego zamówienia. Tego nie robią laboratoria usługowe, bo nie maja na to ani czasu, ani kadry naukowej.

Obiecujący eksperyment

Kto z nas, biorąc do ręki grudkę polnej ziemi, zastanawia się czy jest bogata w węgiel i azot, magnez i wapń? Czy to ziemia żyzna? Takie analizy przeprowadza się w laboratorium MCB za pomocą nowoczesnego analizatora CHNS/O. 

Ale nie tylko. Cukrownia w Glinojecku postanowiła sprawdzić czy melasa, pozostałość po produkcji cukru, mogłaby zostać wykorzystana jako nawóz. Naukowcy z UKSW badają ten gęsty, ciemnobrązowy, bogaty w żelazo syrop, stosowany w produkcji alkoholu i drożdży spożywczych, a mający zwiększyć wydajność gleby.  

To praca mozolna. Trzeba pobrać, kilkakrotnie w ciągu roku, 120 próbek ziemi z każdego metra kwadratowego, obsadzonych burakami cukrowymi, pól. Potem w laboratorium ziemia zostanie przesiana i zmielona w specjalnym młynie. To pozwoli w dalszym procesie, z zastosowaniem sprawdzonej metody Mehlich 3 i analizatora ICPE, wykryć obecność pierwiastków występujących w formach przyswajalnych dla roślin: wapnia, magnezu, sodu, potasu, fosforu, żelaza, cynku, manganu, miedzi i boru.

Badania nad melasą rozpoczęły się jesienią 2022 r. Pierwsze testy wydają się obiecujące, ale dopiero dokładna analiza wzbogaconych melasą próbek ziemi pomoże w rozstrzygnięciu, czy a jeśli tak, to w jakiej ilości, jej stosowanie wpłynie na zmianę składu gleby, wzrost roślin i lepsze plony.

Kulinarna przeszłość ceramiki

Badania laboratoryjne prowadzone w MCB, przyczyniły się do dokonania przełomowego dla światowej archeologii odkrycia. Ustalono, że naczynia fajansowe sprzed tysięcy lat, były wykonane w 90 proc. z pyłu kwarcowego. Zespołowi pod kierownictwem Małgorzaty Zaremby, doktorantki z UKSW, udało się odtworzyć najbardziej skomplikowaną technologię, jaką znał świat starożytny. 

Analiza chemiczna naczyń używanych przez naszych przodków przed setkami, a nawet tysiącami lat, to praca detektywistyczna. Jak wiele można wyczytać z niepozornych, zdawałoby się, skorup. 

– Pocztą pantoflową rozchodzi się informacja, że takie badania można u nas wykonać. Archeolodzy czekają w kolejkach, żeby zbadać kwasy tłuszczowe zachowane w ceramice. To badania, które robimy na dużą skalę – mówi Maciej Sierakowski. – Każde z naszych czterech, nowoczesnych urządzeń, ma szerokie spektrum wykrywanych związków. To od nas zależy, co będziemy badali. 

Przygodę z kwasami tłuszczowymi Maciej Sierakowski rozpoczął w 2015 roku. Przystosował wówczas metodę wykrywania kwasów tłuszczowych do badań ceramiki. Na podstawie analizy kwasów tłuszczowych (a można ich przebadać aż 50), zachowanych na powierzchni, jakich używali nasi przodkowie, możemy się dowiedzieć co jedli.

Rodzaj (zwany profilem) kwasów tłuszczowych, ustala się przy użyciu chromatografu gazowego GC-MS. Ceramikę trzeba zmielić, potem przeprowadzić ekstrakcję czyli wyodrębnić kwasy tłuszczowe z powierzchni ceramiki metodą MASE (Microwave Assisted Solvent Extraction). To złożony proces ogrzewania w temperaturze 130 st C próbki ceramiki zanurzonej w metanolu. Kolejny etap (estryfikacja) pozwala na wykrycie ilości kwasów tłuszczowych. 

Podczas badania ceramiki z okolic Radomia z XI wieku, okazało się, że dieta ówczesnych mieszkańców tych terenów składała się przede wszystkim z produktów roślinnych. Znaleziono bowiem na jej powierzchni ślady kwasów tłuszczowych pochodzących z nasion i orzechów z niewielkim udziałem mięsa ssaków oraz jagód. Mięsożerni byli natomiast Radomianie z XIV wieku, ponieważ na powierzchni ceramiki z tego okresu odnaleziono przede wszystkim tłuszcze odzwierzęce.

Fascynująca jest możliwość dokładnego określenia proporcji kwasów tłuszczowych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego w pożywieniu. Ustalenia czy nasi przodkowie jedli mięso ssaków czy ryby, czy były to rośliny strączkowe czy jagody. 

– Jesteśmy w stanie odtworzyć przeszłość kulinarną naszych przodków – mówi Maciej Sierakowski. – A więc nie tylko, rozpoznawalne po kształcie, przeznaczenie naczyń, ale i, co ważne dla antropologów, dietę.  

Fragment amfory z fortu Apsaros (dzisiejszego Gonio) w Gruzji wystarczył, by odnaleźć pozostałości po winie. O przeznaczeniu naczynia do przechowywania wina świadczyła obecność specyficznych kwasów organicznych, co udało się wykryć w laboratorium MCB. 

Co można wykryć w wodzie

Zakres analiz, jakich podejmują się naukowcy z MCB, obejmuje badania tak różne jak te dotyczące zawartości pestycydów w wodzie i leków we krwi, metali ciężkich w rybach i dawek fluoru w pastach do zębów, a nawet składu pyłów zawieszonych w powietrzu. 

Laboratorium specjalizuje się w badaniach cieczy przy użyciu nowoczesnego spektrometru plazmowego ICPE 9820, stosowanego w działach badawczo-rozwojowych wysoce wyspecjalizowanych laboratoriów na świecie,  w tym w laboratoriach monitorujących stan środowiska. Za pomocą urządzenia można oznaczyć czyli wykryć 72 pierwiastki.

Naukowcy z Instytutu Nauk Biologicznych i MCB badają więc obecność metali ciężkich w wodzie m.in.: rtęci, ołowiu, chromu, kadmu i arsenu. 

– Wykonujemy analizę wód podziemnych, jeziornych, akwariowych. Analizy wód kotłowniczych w zagrożonych korozją piecach. Badamy wodę w studniach, znajdujących się blisko pól uprawnych, hodowli, żeby dowiedzieć się czy nie jest zanieczyszczona nawozami spływającymi z pól, a więc azotanami, które są rakotwórcze i fosforanami, które powodują zakwitanie akwenów – mówi Maciej Sierakowski – Jesteśmy w trakcie procesu akredytacji laboratorium na badanie składu pierwiastkowego wody pitnej i wód powierzchniowych. Badamy wody morskie, w tym zależność bytowania organizmów od stopnia zasolenia. 

Już czwarty rok trwa w Laboratorium ciekawy eksperyment. Jego przedmiotem jest szkuta, pozbawiony pokładu pokaźnych rozmiarów (31 m długości) wrak statku z końca XV wieku, odnaleziony w starorzeczu Wisły, w okolicach Czerska. Ten wyjątkowy, jedyny w naszej części Europy taki statek, trafił do Państwowego Muzeum Archeologicznego w Warszawie i ma stać się głównym eksponatem planowanego Muzeum Żeglugi Wiślanej. To wymaga jednak specjalnego przygotowania. W laboratorium MCB co miesiąc poddaje się analizie kolejne próbki  wody wypłukiwanej ze szkuty zanurzonej w wodzie destylowanej. Wypłukiwanie będzie trwało tyle czasu, ile naukowcy uznają za niezbędne, by stwierdzić, że udało się oczyścić szkutę z powodujących degradację drewna jonów siarki i żelaza, a tym samym móc zabezpieczyć ją przed postępującym zniszczeniem. Wtedy przejdzie ona proces konserwacji, zaś naukowcy z UKSW będą badać jak głęboko w strukturę drewna wnikają konserwujące glikole. Wszystko po to, by statek z czasów Kolumba, większy nawet od tych, które służyły odkrywcy, mógł, na miarę możliwości, odzyskać utraconą świetność.

Autor: Joanna Herman

Zdrowie w Polsce

Przyszłość nowych technologii w medycynie rysuje się w jasnych barwach – co do tego nie można mieć nawet cienia wątpliwości. Całodobowa dostępność czy nieustanny wzrost popularności akcesoriów do monitorowania funkcji organizmu (takich jak pulsometry, krokomierze) otwierają przed telemedycyną gigantyczne możliwości. Co więcej, pojawia się coraz więcej firm i startupów produkujących urządzenia, które ułatwiają zapewnienie lepszej opieki medycznej przez Internet.

Już dziś, spełniając zapotrzebowanie w zakresie telemedycyny, rośnie rynek produktów umożliwiających zdalne monitorowanie stanu zdrowia. Według szacunków ekspertów, wartość tego rynku do końca 2027 roku na całym świecie ma wynieść 43 miliardy dolarów. Jego rozwój jest zgodny z najnowszymi trendami, które mają optymalizować działalność placówek medycznych poprzez zapewnienie pacjentom w jak najszerszym zakresie opieki w miejscu zamieszkania oraz interweniowanie tylko w koniecznych sytuacjach. Przewiduje się również, że cały globalny rynek opieki zdrowotnej online będzie rosnąć w tempie 14,5% rok do roku, co oznacza że w 2027 roku może on osiągnąć wartość 230,6 miliarda USD.

W ubiegłym roku branża medyczna ogromnie zyskała na znaczeniu. Ze względu na pandemię koronawirusa, sektor ten stał się pierwszoplanową postacią na największych światowych rynkach kapitałowych. Co więcej, ten trend cały czas trwa. Nic dziwnego, ponieważ cały czas mamy do czynienia z branżą o fantastycznych perspektywach, związanych z ciągłym rozwojem nowych technologii, nowych metod leczenia oraz postępującą cyfryzacją, w tym wprowadzaniem rozwiązań w zakresie e-zdrowia. Przodują w tym firmy prywatne, które są pionierami we wprowadzaniu nowoczesnych narzędzi ułatwiających stawianie diagnozy oraz leczenie i wpływających na podnoszenie jakości oferowanych świadczeń.

Wprowadzanie nowoczesnych technologii w branży medycznej w ogromnym stopniu przyspieszyła pandemia COVID-19. Wprowadzony lockdown podczas jej pierwszych tygodni wprost wymusił realizowanie na szerszą skalę świadczeń zdrowotnych za pomocą narzędzi zdalnych – i to nie tylko tradycyjnych rozmów telefonicznych, ale także czatów czy wideorozmów, często z wykorzystaniem narzędzi umożliwiających również badanie pacjenta “na odległość”.

W efekcie już dziś telemedycyna to forma świadczenia usług medycznych i opieki zdrowotnej łącząca w sobie elementy telekomunikacji, informatyki oraz medycyny. Dzięki wykorzystaniu nowych technologii pozwala ona przełamywać geograficzne bariery i wymieniać specjalistyczne informacje. Umożliwia także oczywiście przeprowadzenie diagnozy na odległość, i to właśnie jest jej najczęstszym zastosowaniem.

Idea telemedycyny została przygotowana przede wszystkim z myślą o osobach, których stan bądź możliwości pojawienia się na zwykłej wizycie w gabinecie są ograniczone. Jednak szybko okazało się, że z dobrodziejstwa e-wizyty mogą skorzystać wszyscy, bo wiele problemów zdrowotnych nie wymaga wizyty i osobistego zbadania przez lekarza. Teleporady są szczególnie rekomendowane w prostych i częstych zachorowaniach, takich jak infekcje górnych dróg oddechowych czy alergie sezonowe lub skórne, lecz mają również zastosowanie do postawienia wstępnego rozpoznania i zlecenia badań przed wizytą u specjalisty, a nawet jako forma kontroli leczenia, przepisania recepty i w wielu innych sytuacjach u chorych przewlekle. Czyli w praktyce można stwierdzić, że telemedycyna jest dla każdego.

Dzięki pandemii koronawirusa branża medyczna ogromnie zyskała na znaczeniu. Można powiedzieć, że sektor ten świetnie wykorzystał szansę, która się przed nim w tej niezwykle trudnej sytuacji pojawiła. To jednak nie koniec. Dziś przed branżą medyczną roztaczają się obecnie fantastyczne perspektywy. Sektor ten jest obecnie w fazie poważnych przemian, w coraz większym stopniu pojawiają się w jego ramach innowacje produktowe czy nowe technologie, co oczywiście jest bardzo korzystne dla inwestorów.

Wiele rozwiązań, które w czasie pandemii COVID-19 weszły na stałe do głównego nurtu w świecie medycyny, takich jak choćby teleporady, będą cały czas się rozwijać i zyskiwać na znaczeniu. Firmy dostarczające na rynek takie innowacyjne rozwiązania dla branży ochrony zdrowia mają zatem szansę na wysoki i stabilny wzrost w przyszłości.

Co więcej, nie wolno zapominać, że medycyna jest branżą, której potrzebuje każdy człowiek – bez względu na to, gdzie mieszka, ile ma lat, jakiej jest płci i jaki zawód wykonuje. Ten aspekt nigdy się nie zmieni i z tego powodu branża medyczna po prostu musi się ciągle rozwijać – zwłaszcza w sektorze prywatnym.

Ciekawostka tygodnia:

Work-life balance (bilans między pracą a życiem prywatnym) to koncepcja, która odnosi się do równoważenia czasu i wysiłku poświęconego pracy zawodowej z czasem przeznaczonym na życie osobiste, rodzinną i rekreację. To dążenie do harmonijnego pogodzenia wymagań związanych z pracą z potrzebami związanymi z życiem prywatnym. Osiągnięcie odpowiedniego work-life balance jest kluczowe dla zachowania zdrowia psychicznego, fizycznego i społecznego.

Elementy składające się na work-life balance obejmują:

  1. Praca zawodowa: Wymagań związanych z pracą, takich jak czas przebywania w miejscu pracy, obowiązki zawodowe i poziom zaangażowania w pracę.
  2. Życie prywatne: Obejmuje to czas spędzany z rodziną, przyjaciółmi, wypoczynek, hobby i inne czynności związane z życiem poza sferą zawodową.

Zachowanie równowagi między pracą a życiem prywatnym jest istotne dla utrzymania dobrej jakości życia. Osoby, które skupiają się wyłącznie na pracy, mogą doświadczać wypalenia zawodowego, problemów zdrowotnych i trudności w relacjach rodzinnych. Z drugiej strony, ignorowanie obowiązków zawodowych może prowadzić do problemów finansowych i zawodowych.

Istnieje wiele strategii i praktyk, które mogą pomóc w osiągnięciu lepszego work-life balance, takie jak ustalanie klarownych granic między pracą a życiem prywatnym, planowanie czasu wolnego, umiejętne zarządzanie czasem, delegowanie zadań oraz rozwijanie zdolności radzenia sobie ze stresem i presją zawodową. Równowaga ta może być zmienna i zależy od indywidualnych preferencji, celów życiowych oraz zmieniających się okoliczności zawodowych i osobistych.