Zygmunt MIERCZYK
Centrum Inżynierii Biomedycznej Instytutu Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna
00-908 Warszawa, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2
W referacie przedstawione zostaną specyficzne techniki badawcze z zakresu detekcji promieniowania elektromagnetycznego i jonizującego, w tym promieniowania kosmicznego oraz metody spektroskopii laserowej stosowane w pracach naukowo-badawczych realizowanych w Centrum Inżynierii Biomedycznej Instytutu Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej w obszarze inżynierii biomedycznej i astrobiologii.
W zakresie zastosowań fotoniki w inżynierii biomedycznej prace badawcze obejmują między innymi oddziaływanie pól fizycznych na organizmy żywe, w tym wpływ promieniowania elektromagnetycznego, pól elektrycznych i magnetycznych oraz promieniowania jonizującego na efekty biomolekularne. Badania te dotyczą analizy efektów makroskopowych w biologii molekularnej i medycynie, wynikających z oddziaływania promieniowania E-M na poziomie kwantowym. Metody spektrofluorymetryczne i zobrazowanie fluorescencyjne umożliwiają przeprowadzenie analizy uszkodzenia DNA na poziomie pojedynczej komórki człowieka oraz ocenę sprawności komórkowych systemów naprawczych, usuwających te uszkodzenia w postaci fragmentacji DNA pod wpływem czynników genotoksycznych. Metody te umożliwiają identyfikację oksydacyjnego uszkodzenia DNA (poprzez wolne rodniki tlenowe) oraz badanie prawidłowości przebiegu potencjalnie zaburzonego oddziaływaniem pól fizycznych cyklu komórkowego za pomocą barwienia fluorescencyjnego i analizie zawartości DNA metodą laserowej cytometrii przepływowej.
W zakresie zastosowań fotoniki w astrobiologii omówione zostaną wyniki badań realizowanych w Centrum Inżynierii Biomedycznej, w ramach projektów Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), dwóch polskich eksperymentów na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), dotyczących analizy komórek krwi astronautów dla celów badań genetycznych oraz badanie zmian bakterii jelitowych w warunkach mikrograwitacji.
Przedstawione zostaną również wyniki badań detekcji promieniowania kosmicznego za pomocą optoelektronicznego detektora z kryształem scyntylacyjnym umożliwiającym bieżący pomiar, rejestrację i przesyłanie informacji dotyczących przyjętej dawki promieniowania kosmicznego. Wyniki pomiarów porównane zostaną z danymi pozyskanymi za pomocą detektora promieniowania kosmicznego w systemie z mikrokomputerem Raspberry Pi 4B i kamerami CMOS skorelowanego z programem CREDO (Cosmic-Ray Extremely Distributed Observatory), realizowanego przez WAT we współpracy z Instytutem Fizyki Jądrowej PAN. Dzięki temu możliwe jest określenie sprawności detekcji kosmicznego promieniowania jonizującego z zastosowaniem różnych metod optoelektronicznych i systemów informatyczno-telekomunikacyjnych.
W referacie omówione zostaną ponadto wyniki prac naukowo-badawczych dotyczących wpływu promieniowania kosmicznego na organizmy żywe. Badania te są istotne ze względu na rozwój przemysłu lotniczego i kosmicznego oraz konieczność monitorowania przyjętej dawki promieniowania kosmicznego, co jest szczególnie ważne z perspektywy bezpieczeństwa załóg statków powietrznych i stacji kosmicznych.