Mehanizmi
Predstavitev
Področje Mehanizmi temelji na metodah teoretične fizike, obsega pa tudi s tematiko povezane poskuse in klinične študije. Teoretični opisi zajemajo iz klasične teorije elektromagnetnega polja, elastomehanike, termodinamike, gravitacije ter klasične in kvantne teorije statistične fizike. Razvili smo metodo za opis sistemov z zelo velikim številom delcev (metoda globalnega ravnovesja), ki upošteva prostorsko spreminjanje makroskopskih spremenljivk v termodinamskem ravnovesju. Izhaja iz enodelčne energije posameznega gradnika v lokalnem povprečnem polju. Seštevanje prispevkov vseh gradnikov in njihova entropija tvorita prosto energijo. Sistem opišemo z minimizacijo proste energije pri danih vezeh, tako da rešimo sistem Lagrangevih diferencialnih enačb. Sistem, ki ga opisujemo, je določen z enodelčno energijo, a tudi z interakcijami med gradniki, kar je nujno pri kvantnih sistemih. Z metodo globalnega termodinamskega ravnovesja smo do sedaj obravnavali različne sisteme.
Predmet naših raziskav je klasična in kvantna teorija električne dvojne plasti, biofizika bioloških membran, klasična teorija gravitacije in klasična teorija elastomehanike. V zadnjem času so v ospredju raziskave zunajceličnih delcev. To nanostrukture, ki se odcepijo od celične membrane in postanejo svobodno gibljive v okolni raztopini. S telesnimi tekočinami lahko potujejo do drugih, tudi oddaljenih celic v istem organizmu, ali pa tudi v drugih organizmih, in z njimi interagirajo. S tem posredujejo komunikacijo med mikroorganizmi, rastlinami, živalmi in ljudmi. S tem predstavljajo univerzalni jezik v živem svetu. Z razumevanjem tega jezika lahko vplivamo na razvoj živih sistemov, kar je pomembno v medicini, industriji in kmetovanju. Zunajcelični delci v različnih sistemih so predmet naših laboratorijskih poskusov in kliničnih študij. Sistemi, ki so predmet naših študij so kri, plazma, serum, kondicionirani mediji celičnih kultur, kondicionirani mediji mikroalg, apoplastična tekočina pri rastlinah in rastlinski homogenati.
Hibridosomi so nanodelci, sestavljeni iz naravnih virov z dodanimi lipidi in glicerolom. Nastanejo z mešanjem ustreznih proporcij teh količin tako, da z membrano obdajo tekočo notranjost. Na ta način zaščitijo tovor pred encimsko razgradnjo in predstavljajo nosilce za transport snovi celicam. Posebej zanimive so njihove interakcije z zunajceličnimi delci, saj je izplen hibridosomov veliko večji kot izplen zunajceličnih delcev, kar predstavlja prednost pri proizvodnji na veliki skali. Doslej smo obravnavali hibridosome iz izolata homogenata smrekovih iglic in iz semen izbranih rastlin.
Zunajcelični delci in hibridosomi sta relativno novi področji, ki obetata učinkovite metode na področju diagnostike in terapije, pa tudi povečanje odpornosti kulturnih rastlin in odpornosti ekosistemov na podnebne spremembe. Na področju zunajceličnih delcev sodelujemo s številnimi sodelavci doma in v tujini. Vključeni smo v svetovno združenje International Society for Extracellular Vesicles (ISEV) in slovensko mrežo (SINEV) ter v domače in mednarodne raziskovalne projekte. Razvili smo tesno sodelovanje s sodelavci iz National Research Council of Italy iz Neaplja.
Predmet naših raziskav je avtologna terapevtska plazma bogata s trombociti in zunajceličnimi delci, ki jo dobimo s sedimetiranjem krvnih celic, najpogosteje s centrifugiranjem. Izdelali smo matematični model sedimentacije delcev med centrifugiranjem krvi za optimizacijo vzorcev plazme glede na vsebnost trombocitov in rastnih faktorjev. Razvijamo metodo, s katero bi z ustrezno nastavitvijo časa in centripetalnega pospeška centrifuge za individualni vzorec krvi dobili optimalni pripravek. Izvajamo klinične študije, pri katerih sodelujemo s Kliničim oddelkom za otorinolaringologijo in cervikofacialno kirurgijo, Kliničnim oddelkom za gastroenterologijo, Kliničnim oddelkom za anesteziologijo in intenzivno terapijo operativnih strok, Kliniko za male živali Veterinarske fakultete, Kliniko za reprodukcijo in velike živali Veterinarske fakultete, Biotehniško fakulteto Univerze v Ljubljani in Etvos Lorand Univerzo v Budimpešti, Madžarska.
V zadnjem času smo naš interes razširili na povezovanje kliničnih raziskav z učinki glasbe na organizem. Integracija umetnosti in znanosti predstavlja velik izziv, vendar pri tem sledimo sodobnim svetovnim trendom, ki jo postavljajo v ospredje pri medsebojni podpori strok in njihovem vključevanju v pedagoške procese.
Oprema
- Fotobioraktor za gojenje alg,
- Inkubatorji: Kambič I-50, Memmert BE 200, Memmert UNB 200,
- parni sterilizatorji: Tuttnauer 2840 ELVP-WR-D, PCR cycler Corbett,
- čitalec mikrotitrsih plošč Infinite 200 ®PRO Tecan Trading AG,
- Hettich centrifuga Universal 320,
- Kamera za odčitavanje gelov GeneFlash, Syngene,
- spektrofotometer Macherey-Nagel NANOCOLOR® VIS (+ grelna enota VARIO C2),
- Varian UV-Vis Cary 50 Bio, Agilent Cary 630 ATR-FTIR, UV1101 BioTechPhotometer,
- Agilent HPLC-DAD 1100,
- pečica Kambič VS-50 SC,
- WTW OxiTop IS6 mešalna enota z 6 OxiTop steklenicami za merjenje BPK5,
- WTW termostatirana enota TS,
- ISKRA brezprašna komora PIO MC 9-1,
- Miltenyi Biotec,
- Beckman L8-70M ultracentrifuga,
- Nikon Eclipse TE2000 optični mikroskop,
- Videodrop interferometrični svetlobni mikroskop (Myriadelab),
- Nanotrop UV-vis spektrofotometer (Thermofisher),
- Nikon aksioskop MOT (Carl Zeiss),
- digitalna kamera visoke definicije EM CCD 512 System SPOT BOOST (Visitron Systems),
- toplotna cisterna (Dagan Corp.),
- osmometer K-7000, (Knauer).
Demonstracijski center zelenih tehnologij v Ajdovščini:
- pilotni algni bazen 3 m3 s propadajočim mešalom usedalnikom in zimsko izolativno zaščito;
- primarni usedalnik,
- sistem črpalk,
- pilotna rastlinska čistilna naprava (CW – 25 m2),
- pilotni evapotranspiracijski vrbni sistem (EWS),
- lizimetri.