Marian Smoluchowski
Institute of Physics

Supervisor: prof. Ewa Stępień

Defence year: 2023

This master thesis aims to present a study using Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS), which allows the study of matter at the nano- and subnanometer level, to analyze the ortho-Positronium (o-Ps) lifetime and intensity in healthy and cancerous colorectal tissues. The study presented in this research investigated the possibility of using positronium as a new biomarker in the diagnosis of colorectal cancer. The study aimed to verify the following research hypothesis: in healthy colorectal tissues, the average lifetime of ortho-Positronium (o-Ps) is longer than in cancerous tissues. The measurements carried out allowed us to determine the average lifetime and average intensity of o-Ps in healthy and cancerous colorectal tissues. The sensitivity and specificity of the diagnostic test showed that 27,3% of colorectal cancer patients were correctly diagnosed with a positive test result, while 15% of healthy patients (those without colorectal cancer) were correctly diagnosed with a negative test result. The results do not allow us to indicate clear differences in the o-Ps lifetime and intensity in healthy and cancerous colorectal tissues. In order to confirm the proposed research hypothesis, more measurements of colon sections would be necessary.

Supervisor: prof. Ewa Stępień
Auxilliary supervisor: dr inż. Magdalena Marzec

Defence year: 2021

Niniejsza praca ma na celu przedstawienie wyników wykorzystujących spektrometrię masową jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (ToF-SIMS) do analizy składu lipidowego pęcherzyków zewnątrzkomórkowych, pochodzących z ludzkich komórek beta trzustki hodowanych w warunkach hiperglikemii. ToF-SIMS jest czułą metodą spektrometryczną, stosowaną do jakościowego określania składu powierzchni. Dzięki jej zaawansowanemu rozwojowi, została zaadoptowana do badań biologicznych, gdzie wykorzystywana jest przede wszystkim do analizy lipidów oraz protein. Zawartość prenoli i steroli w pęcherzykach zewnątrzkomórkowych komórek beta trzustki jest regulowana wieloma czynnikami środowiskowymi, jak i genetycznymi. W części eksperymentalnej, czynnikiem wywołującym widoczne zmiany składu lipidowego były warunki hiperglikemiczne. Z przeprowadzonej jednoczynnikowej analizy wariancji ANOVA oraz testu Tukey?a wynika, iż dla wszystkich wybranych jonów dla prenoli i steroli występują istotne różnice statystyczne pomiędzy średnimi wartościami intensywności dla warunków normalnych oraz hiperglikemicznych przy p?0,05. Przeprowadzona analiza potwierdziła, iż wykorzystana technika ToF-SIMS jest skuteczna, zaś jej zaawansowany rozwój sprawił, iż jest coraz częściej stosowana do badań biologicznych, gdzie wykorzystywana jest przede wszystkim do analizy lipidów oraz protein.