V okviru svojega podoktorskega izobraževanja se je Iztok Urbančič v laboratoriju Christiana Eggelinga v Oxfordu izuril v uporabi in razvoju visoko-ločljivostnih mikroskopskih tehnikih, kot sta STED in FCS, hkrati pa je v Oxford prenesel svoje obširno znanje s področijmikrospektroskopij FMS) in optične pincete. To znanje je spojil z na novo pridobljenimi strokovnimi izkušnjami pri delu z imunskimi celicami, ter skupaj z Eggelingovo skupino zaobjel v članku, ki je bil konec leta 2017 sprejet v revijo Nature Immunology (2018, Capturing resting T cells: the perils of PLL, A'' & IF=21.5). Tesno sodelovanje Eggelingovega laboratorija in naše skupine (LBF) se jasno odraža tudi v skupni organizaciji Delavnice naprednih mikroskopij (Advanced microscopy workshop), ki smo jo septembra 2017 uspešno izvedli na Inštitutu »Jožef Stefan« v Ljubljani. Pomembna posledica omenjene delavnice je bila prenos znanja in izkušenj pri uporabi visoko-ločljivostnih mikroskopskih tehnik iz Oxforda na našo skupino. Obsežno strokovno znanje uporabe visoko-ločljivostnih mikroskopskih tehnik, ki smo ga pridobili v sodelovanju z Eggelingovo skupino, je ključnega pomena za uvedbo novega področja nelinearne superločljive mikroskopije za opazovanje interakcij nanomateriala s celicami. To dokazuje pred kratkim napisan članek, ki smo ga napisali člani obeh skupin, in je trenutno še v obravnavi pri reviji z visokim IF (vodilni avtor je I. Urbančič, dopisni avtor J.Štrancar).
COBISS.SI-ID: 31228711
Na področju raziskav interakcije in dinamike v večceličnih sistemih smo testirali lastnosti novega kontrastnega sredstva na osnovi feritnih nanodelcev za MRI slikanje. Pokazali smo, da lahko feritne nanodelce tudi po vgradnji v lipidne vezikle, ki tvorijo feriliposome, zaradi njihovih izjemnih kontrastnih lastnosti uporabljamo tudi kot zelo učinkovito T2 kontrastno sredstvo, kar nam omogoča in vivo spremljanje dostave zdravilne učinkovine z MR slikanjem. Poleg tega smo pokazali, da lahko feriliposome uspešno uporabljamo za ciljano dostavo zdravilne učinkovine na specifično mesto v telesu z zunanjim magnetnim poljem, kar omogoča učinkovito zdravljenje rakavih obolenj. S tem delom smo sodelovali tudi pri objavi izjemno odmevne publikacije v reviji Nature nanotechnology. Članek (A'' & IF=27) je od objave dobil že 176 čistih citatov. U.Mikac je igrala najpomembješo vlogo pri sklopitvi nanomaterialov in MRI slikanja.
COBISS.SI-ID: 25057831
Ena od prednosti nape skupine je razumevanje in sposobnost razvoja specialnih molekularnih prob. Stane Pajk je bil tako udeležen pri razvoju molekularnih prob za tekočekristalne optični mikroresonatorji in laserji narejene iz mikrokapljic. Optične nihajne načine namreč lahko vzbudimo s pomočjo zunanjega vira svetlobe in fluorescentnega barvila razporejenega v tekočekristalni kapljici. S sintezo ustrezne fluorescentne probe, ki se je samodejno vgradila v tekočekristalne kapljice, smo sodelovali pri objavi izjemno odmevne publikacije v reviji Nature Photonics (A'' & IF=23). Članek ima že 159 čistih citatov. Razvili smo tudi eksperimentalno tehniko fluroescenčne mikrospektroskopije (Biomed Opt Express 2011 2:2083) in okoljsko občutljive fluorescenčne probe (Tetrahedron letters 2014 (55): 6044) za spektralno-kontrastirano slikanje z vključnenim popravljanjem bledenja fluorescence z nanometrsko natančnost določanja lege spektralnega vrha in s posebnim načinom zajema za uporabo svetlobno neobstojnih prob (Opt Express 2013 21:25291). Pri razvoju prob in metod imajo najpomembnejšo vlogo J.Štrancar, I.Urbančič, S.Pajk in Z.Arsov.
COBISS.SI-ID: 22940455
V zadnjih 10 letih smo v Laboratoriju za biofiziko razvili kar nekaj izjemnih in unikatnih pristopov za opis molekularne organizacije membran in proteinov, ki jih druge metode težko opisejo (predvsem gre za membranske in intrinzično neurejene proteine). Ob tem smo objavili nekaj izjemnih publikacij: opis urejenosti lipidov v membrani preko EPR spektroskopije (zadnji članek v J. Phys.Chem. Lett. z IF 7.5, ki spada v kategorijo A''), opis konformacij molekul v membrani s polarizacijsko fluroescenčno mikrospektroskopijo (Opt. express in Biophys. J., ki spadata v kategorijo A') ter opis strukture proteinov (Biophys J. s kar 41 čistimi citati, in Proteins s kar 72 čistimi citati). Vse te metode bomo s pridom uporabili pri raziskavah lipidnoproteinskih surfaktantskih ovojev nanomaterialov in obnovitvi surfaktantskega sloja nad epitelijem. Na te teme so uspešno doktorirali kar trije naši mladi raziskovalci. Pri razvoju opisov molekularne organizacije imajo najpomembnejšo vlogo J.Štrancar, I.Urbančič in T. Koklič.
COBISS.SI-ID: 28004647
Interaktivne table (IT) so danes dokaj običajna didaktična oprema šol v zarvitem svetu. Kljub temu pa se zdi, da so izjemne možnosti, ki jih nudijo IT le redko izkoriščene za boljše učenje in poučevanje. Raziskovali smo katere so ključni elementi, ki gimnazijskemu učitelju pomagajo, da se nauči uporabljati IT na produktivnejši način, konkretno, kako tak učitelj načrtuje pouk vsebin o gibanju planetov, kjer ni možno izvajati pravih poskusov v razredu, pri čemer pa je možnost prostorske manipulacije ključnega pomena. Izsledki so prenosljivi na poučevanje številnih vsebin, kot so na primer gibanje delcev na mikroskopski skali, dogajanja v bioloških sistemih, kvantni pojavi idr. ČLanek je bil objavljen v reviji A''. Najpomembnejo vlogo pri razvoju didatkičnih orodij imata G. Planinšič in A.Mohorič.
COBISS.SI-ID: 3059812
Znanje iz kompleksnih celičnih sistemov smo prenesli na opis kompleksnih geometrij toplotnih in snovnih tokov v gradbenih sklopih in dokazali, da lahko tudi na povsem aplikativnem problemu na mikrometrski skali, ki je zelo pomemben v industriji gradnje velikih pasivnih objektov, naredimo odmeven znanstveni dosežek. Članek smo objavili v priznani reviji Building and environment, ki je dobil že 18 čistih citatov. Na to temo je uspešno doktorirala tudi ena naša mlada raziskovalka. Največji vpliv na prenos ekspertnih znanj v aplikacijo imata J.Štrancar in R.Podlipec.
COBISS.SI-ID: 26407719
Iz kolagena in njegovih produktov smo se naučili izdelati nosilec umetnega tkiva, na katerem smo z EPR spektroskopijo potrdili, da sta pritrjevanje in razrast celic odvisni od mobilnosti polimerov (objava IF=7.1, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014 (6):15980), nato pa še s sistemom optične pincete za optično mikromanipulacijo vgrajenim v sistem konfokalne fluorescenčne mikroskopije z analizo premika pritrjenih celic pod vplivom sile optične pincete ugotovili , da moč pritrditve celic na različne nosilce korelira z nadaljnjo rastjo celic,merjeno na dnevni skali (objava z IF= 6.7, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015 (7):6782). Izkušnje z razvitim eksperimentalnim sistemom proučevanja stika celic s tkivno inženirskimi materiali v realnem času bomo v nadaljnih raziskavah uporabili pri izgradnji in vitro modela pljučne bariere, t.i. lung-barrier-on-chip. Največji vpliv na razvoj tkivnih modelov imajo J.Štrancar. T.Koklič in R.Podlipec.
COBISS.SI-ID: 28541479
Razvili smo nov pristop za določanje debeline gelske plasti, ki se ob stiku tablete narejene iz hidrofilnega polimera (tablete s kontrolirani sproščanjem) s telesnimi tekočinami formira okrog tablete. Poznavanje gelske plasti je namreč ključnega pomena pri uporabi tablet s kontroliranim sproščanjem, saj gelska plast regulira prodiranje telesnih tekočin v tableto in tako kontrolira raztapljanje in difuzijo zdravilne učinkovine iz nje. Nov pristop vsebuje kombinacijo treh MRI metod: običajno T1 obteženo zaporedje za slikanje s spinskim odmevom, sliko T2 vrednosti vzorca, ter SPI slikovno metodo, ki omogoča slikanje vzorcev s kratkim T2 relaksacijskim časom. T1 obteženo slikanje smo uporabili za določitev erozijske fronte (meja med medijem in gelom), T2 sliko za določitev fronte nabrekanja (meja med polimerom v steklastem stanju in gelom), SPI metodo pa za določitev penetracijske fronte (meja med suhim in namočenim polimerom v tableti – do kam v tableto je prodrl medij). Pristop smo uporabili za določanje debeline gelske plasti tablet iz ksantana. Pokazali smo, da v hidrofilnih tabletah iz ksantana pH in ionska moč medija vplivata na debelino in strukturo gelske plasti. Članek je bil objavljen v reviji IF=7.2 in je bil že 34 krat citiran (brez avtocitatov). Najpomembnejši član pri razvoju MRI metod je I.Serša.
COBISS.SI-ID: 2780273
Raziskali smo možnost spremljanja porazdelitve električnega polja med elektroporacijo mišjega tumorja za namen določitve območja reverzibilno elektroporiranega tkiva. Reverzibilno elektroporirano območje smo določili z magnetnoresonančno električnoimpedančno tomografijo (MREIT). Dodatno smo zajeli tudi T1 obtežene slike tumorjev za določitev reverzibilnega območja na podlagi vbrizganega kontrastnega sredstva. Analiza rezultatov je pokazala, da je reverzibilno območje dobljeno z MREIT korelirano z reverzibilnim območjem, ki smo ga dobili na podlagi zajetega kontrastnega sredstva. Izvedli smo tudi histološko analizo, kjer smo izrezanim tumorjem obarvali reverzibilno elektroporirano območje in ga primerjali z reverzibilno elektroporiranim območjem, ki smo ga dobili z MREIT in z reverzibilno elektroporiranim območjem, ki smo ga dobili na podlagi zajetega kontrastnega sredstva. Z analizo variance smo pokazali, da dobljena območja niso statistično različna. Predstavljena metoda bo omogočila učinkovitejšo spremljanje izvedbe terapij, ki temeljijo na elektroporaciji. ČLanek spada med izjemne dosežke (A'', IF=6.8) in je bil že 16 citiran (brez avtocitatov). Najpomembnejši član pri razvoju MRI metod vključno z MREIT je I.Serša.
COBISS.SI-ID: 10729556
Raziskali smo vpliv molekularne difuzije na signal NMR v močno nehomogenem magnetnem polju in dobili vpogled v novo metodo za raziskave translacijskih procesov na molekularnem nivoju. Metodo smo uporabili na specializiranem sistemu za NMR, ki temelji na zemeljskem magnetnem polju. Članek spada med izjemne dosežke (A'', IF=6.7) in je bil že 16 citiran (brez avtocitatov). Najpomembnejšo vlogo pri razvoju MR method za študij difuzije ima A.Mohorič.
COBISS.SI-ID: 2157156