Centrum NanoBioMedyczne UAM coraz mocniej napędza rozwój poznańskiego środowiska NMR. Nowa aparatura, szeroka współpraca międzynarodowa, działania integrujące badaczy oraz AMPERE NMR School pokazują, że Poznań to jeden z najważniejszych ośrodków tej dziedziny w kraju.
W stolicy Wielkopolski od lat działa środowisko naukowców zajmujących się technikami magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR i MRI). To tu pracuje najwięcej w Polsce grup badawczych w instytucjach wyposażonych w nowoczesne spektrometry. Laboratoria prowadzą zarówno projekty dotyczące chemii organicznej, fizyki molekularnej czy biologii, jak i badania przedkliniczne.
Naukowcy z ośmiu jednostek: Centrum NanoBioMedycznego UAM, Centrum Zaawansowanych Technologii UAM, Wydziału Chemii UAM, Wydziału Fizyki i Astronomii UAM, Instytutu Fizyki Molekularnej PAN, Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN, Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu oraz Uniwersytetu Medycznego w Poznaniu nie tworzą spójnego środowiska. Przoduje Warszawa czy Kraków, podczas gdy to właśnie Poznań dysponuje niezwykle dużym potencjałem sprzętowym i ludzkim, który dopiero teraz, dzięki łączeniu środowiska w jedną sieć, zaczyna być widoczny.
W listopadzie ubiegłego roku dr Tomasz Zalewski i dr inż. Roksana Markiewicz, wraz z kolegami z zespołu NMR i przy wsparciu organizacyjnym CNBM, zorganizowali spotkanie, na które zaprosili poznańskich specjalistów NMR.
– Przyszło 70 osób, a jest ich jeszcze więcej. Spodziewaliśmy się maksymalnie 40 uczestników, jednak w pewnym momencie zastanawialiśmy się, czy wszyscy się pomieścimy – mówi Roksana Markiewicz. – Warto zauważyć, że na spotkaniu badaczy NMR z całego kraju, które odbyło się w Warszawie, liczba osób była podobna – dodaje.
Przez lata każda z grup pracowała w swoim gronie, utrzymując niewielki kontakt z innymi.
– Nasi mentorzy i badacze z innych jednostek znali się i rozmawiali, natomiast następne pokolenia już niekoniecznie. Oczywiście mniej więcej wiedzieliśmy, kto czym się zajmuje, ale do listopada to było raczej mniej – przyznaje dr inż. Markiewicz.
– Dostrzegamy już pozytywne efekty listopadowego spotkania – kontynuuje dr Zalewski. – Zaskoczył nas entuzjazm, z jakim badacze zareagowali na naszą inicjatywę. Widzimy, że ludzie, którzy nie zdawali sobie sprawy, że mogą skorzystać z wzajemnej współpracy, zaczęli kontaktować się ze sobą. O to nam chodziło – wyjaśnia.
Dotychczas naukowcy, którym brakowało dostępu do niektórych technik, bez namysłu kierowali się do zespołów z innych miast, tymczasem wiele z tych badań można z powodzeniem wykonać na miejscu, w poznańskich laboratoriach.
– Możemy się wzajemnie znakomicie uzupełniać, bo każda z poznańskich grup specjalizuje się w nieco innym aspekcie badań – zauważa specjalistka z CNBM. – Uniwersytet Medyczny koncentruje się przede wszystkim na rozwoju nowych leków i analizie struktury związków , ale nie zawsze potrzebuje badać dynamikę zachodzących procesów. Instytut Fizyki Molekularnej z kolei skupia się właśnie na dynamice, pomijając inne elementy, np. strukturalne. Tymczasem w wielu projektach konieczne jest spojrzenie wieloaspektowe. Dlatego jeśli będziemy się wspierać i łączyć kompetencje, naturalnie zaczną powstawać wspólne projekty i z czasem będzie nas, jako środowiska, po prostu więcej – zapowiada.
Wydaje się zaskakujące, że naukowcy pracujący w jednym mieście nie znają się. Trudno się jednak spotkać, skoro niemal każdy ze specjalistów zajmuje się trochę inną tematyką. Badacze wyjeżdżają na wąskie konferencje branżowe i rzadko spotykają się na wspólnym forum. Teraz chodzi o to, aby technika NMR, niezależnie od specjalizacji, zaczęła łączyć.
– Zwykle mówi się o federalizacji odgórnej, ale my widzimy jej sens oddolnie. Jeśli badacze zaczną ze sobą współpracować, efekty tej współpracy prędzej czy później zauważą także zarządzający jednostkami – komentuje dr Zalewski.
Na pierwszym spotkaniu poznańscy naukowcy poznali się i dowiedzieli się, jakie mają zasoby. Powołano także komitet naukowy. Kolejne spotkania będą organizowane rotacyjnie – drugie z nich przygotuje Instytut Fizyki Molekularnej PAN. Wspólna inicjatywa przewiduje m.in. stworzenie przestrzeni, w której doktoranci mogliby uczyć się prezentacji swoich dokonań.
– Wyjazd na dużą konferencję może być dla doktoranta trudny – organizacyjnie, finansowo, a często też psychologicznie – wyjaśnia dr inż. Markiewicz. – W lokalnym środowisku można po prostu stanąć przed ekspertami z sąsiednich jednostek i opowiedzieć o swoich wynikach. Chcemy, by poznańskie spotkania NMR z czasem stały się wydarzeniami w pełni naukowymi. Druga edycja będzie już znacznie poważniejsza pod względem merytorycznym. Ale równie ważne jest to, by od początku wychowywać kolejne pokolenia badaczy w przekonaniu, że tu, na miejscu, też można się wiele nauczyć, uzyskać poradę i wsparcie – mówi.
Tradycja szkoły działa
UAM ma długoletnie doświadczenie w edukacji i sieciowaniu młodych badaczy. Od 20 lat, z początku na dawnym Wydziale Fizyki, a potem już w CNBM, organizowana jest AMPERE NMR School, międzynarodowa konferencja naukowa z elementami szkoleniowymi.
Powstała w 1993 r. z inicjatywy prof. Jerzego Blicharskiego z Uniwersytetu Jagiellońskiego. Miała być miejscem, gdzie naukowcy mogliby swobodnie dyskutować o najnowszych osiągnięciach w dziedzinie rezonansu magnetycznego. Pięć lat później wydarzenie trafiło pod skrzydła Groupement AMPERE, największego europejskiego stowarzyszenia zrzeszającego środowisko NMR, co znacząco wzmocniło jego rangę.
W 2006 r. organizację przejął prof. Stefan Jurga. Po jego śmierci tradycję kontynuują jego współpracownicy. W 2023 r. prowadzenie konferencji objęli Roksana Markiewicz oraz Tomasz Zalewski, którzy nadali wydarzeniu nową energię. W tym roku odbędzie się już 33. edycja, jak zawsze w Zakopanem.
– Technika NMR jest bardzo szeroka, a my jako organizatorzy szkoły pokazujemy jej pełne spektrum – od obrazowania i klasycznej spektroskopii przez badania dyfuzji i relaksacji po analizę materiałów miękkich, układów z pogranicza fizyki ciała stałego oraz zagadnienia nano-, bio- i polimerowe – podkreśla Roksana Markiewicz. – Jesteśmy jedyną szkołą, która nie ogranicza się do jednego obszaru. Podczas gdy większość szkół NMR skupia się na jednej technice, nasi uczestnicy poznają wszystkie kluczowe podejścia – może mniej szczegółowo, ale tak, by zrozumieli ich logikę, interpretację wyników i możliwości zastosowań – wyjaśnia.
– Młode osoby nie zawsze mają świadomość, że to, czym się zajmują, jest fragmentem dużo większej dziedziny. Często nie wiedzą, że istnieją inne techniki NMR, które mogłyby im pomóc, bo od początku idą jedną ścieżką. Dopiero później odkrywają, że potrzebują czegoś więcej, i nie wiedzą, gdzie tego szukać. Chcemy im to ułatwić. Zapraszamy więc na wykłady kierowników najlepszych laboratoriów w Europie – dopowiada Tomasz Zalewski.
Obecni opiekunowie konferencji odświeżyli jej formułę. Zależy im na tym, by przyciągać więcej młodych uczestników, również z Polski, i tworzyć atmosferę sprzyjającą swobodnym rozmowom, nie tylko wysłuchiwaniu wykładów. Uznani profesorowie rozmawiają z doktorantami i studentami przy posiłkach, chodzą razem na wycieczki, prowadzą tutoriale i warsztaty.
– Chodziło o przełamanie bariery między mistrzami a początkującymi badaczami – kontynuuje dr Zalewski. – Czasem młodzi adepci boją się zadać pytanie, które wydaje im się banalne, a jest po prostu częścią procesu uczenia się. I to zadziałało. Studenci z zachodnich uczelni często podkreślają, jak wyjątkowe jest to, że mogą po prostu usiąść obok naukowca z imponującym dorobkiem i porozmawiać. To oczywiście nie krytyka wcześniejszych edycji – raczej znak zmiany pokoleniowej i nowych oczekiwań – wyjaśnia.
Najlepszym potwierdzeniem tego, że nowy styl działa, jest fakt, że sami wykładowcy zgłaszają się do udziału w szkole. Spotkanie w Zakopanem, w porównaniu z dużymi zjazdami NMR, jak Euromar, ma kameralny charakter, daje czas na spokojną rozmowę, również ze specjalistami spoza wąskiej dziedziny. Doświadczeni naukowcy mogą tu znaleźć przyszłych postdoców. W Niemczech jest to znacznie trudniejsze, gdyż wielu doktorantów po zakończeniu studiów przechodzi do sektora przemysłowego, pozostawiając uczelnie z niewystarczającą liczbą kandydatów. A NMR to trudna technika, nie każdy chce się jej poświęcić.
– W trakcie szkoły zainteresowani mają okazję poznać kandydatów osobiście. To znacznie więcej niż list rekomendacyjny – przekonuje dr Zalewski. – W ostatnim roku wydarzyło się także coś symbolicznego: kilku wykładowców, którzy kiedyś byli uczestnikami szkoły, powiedziało, że to dla nich zaszczyt, że mogą teraz być po drugiej stronie. Trudno o lepszy dowód na to, że tradycja szkoły naprawdę działa – zauważa.
Nowa aparatura, nowe możliwości
Infrastruktura CNBM daje możliwość współpracy zarówno z partnerami z kraju, jak i z zagranicy. Korzystają z niej przedstawiciele m.in. Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Akademii Górniczo-Hutniczej, Uniwersytetu w Lizbonie, CIC BioMagune i Czeskiej Akademii Nauk. Tutejsza aparatura NMR i MRI bierze udział w projektach międzynarodowych oraz w tych finansowanych z Narodowego Centrum Nauki czy Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Jest również częścią europejskich inicjatyw, które integrują infrastrukturę badawczą i środowisko użytkowników technik NMR. Wśród nich znajdują się m.in. projekty EUSMI, RIANA, a także działania realizowane w ramach programu Marie Skłodowska-Curie Actions, w tym projekt NMR-IMPROV. Koordynacją tych projektów w UAM zajmuje się dr inż. Markiewicz.
Pozycję CNBM jako partnera w międzynarodowej sieci współpracy naukowej wzmocni zakup relaksometru Fast Field-Cycling NMR. Kierownikiem projektu finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego jest dr Tomasz Zalewski. Nowa aparatura pozwoli prowadzić badania dynamiki w sposób bardziej kompleksowy, a także pomoże lepiej zrozumieć, jak struktura różnych układów wpływa na ich zachowanie. Dotyczy to zarówno układów stałych i ciekłych, koloidalnych, jak i wieloskładnikowych. Badania obejmą m.in. nanomateriały stosowane jako środki kontrastujące, układy lipidowe, ciekłe kryształy, materiały przewodzące, ciecze jonowe czy materiały porowate. Wyniki tych prac mogą znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach: od medycyny przez elektrochemię i technologię żywności po badania środowiskowe. Relaksometr FFC uzupełnia działające już w CNBM klasyczne spektrometry NMR oraz skaner MRI.
– To aparatura o bardzo szerokim zastosowaniu w badaniach żywności, która stworzy podstawę do współpracy z Uniwersytetem Przyrodniczym w Poznaniu – wyjaśnia dr Zalewski. – Często próbki przygotowywane przez naukowców do badań kontroli jakości są zbyt duże, by można je było zbadać za pomocą klasycznych spektrometrów NMR, gdyż zwykle pracują one na bardzo małych objętościach, o maksymalnej średnicy próbki wynoszącej 5 mm. Trudno znaleźć produkt spożywczy niebędący cieczą, który da się w takiej przestrzeni umieścić – tłumaczy.
Nowa aparatura pozwoli prowadzić badania także na większych obiektach (o średnicy 26 mm), co znacząco poszerzy zakres możliwych analiz. Będzie też istotnym atutem przy ubieganiu się o granty, zwłaszcza w projektach nastawionych na praktyczne zastosowania. Dzięki niej będzie można lepiej przyjrzeć się temu, co dzieje się z żywnością w czasie – na przykład jak przebiegają procesy jej starzenia się. Za tymi zmianami stoją konkretne zjawiska chemiczne i fizyczne, a ich zrozumienie wymaga odpowiednich badań.
Zobacz też: Zespoły badawcze CNBM