Európában egyedülálló munkaállomást hoztak létre magyar kutatók

A Pécsi Tudományegyetem (PTE) és a HUN-REN Szegedi Biológiai Kutatóközpont (SZBK) konzorciuma megvalósította a „Multifunkcionális femtobiológiai munkaállomás kifejlesztése és fényindukált biológiai folyamatok vizsgálata néhány ciklusú spektroszkópiai módszerekkel” című (2018-1.2.1-NKP-2018-00009 azonosító számú) projektet. A támogatás teljes összege csaknem elérte a 300 millió forintot.

A Földön az élet néhány legalapvetőbb folyamatát, beleértve a fotoszintézist és a fotorecepciót, nanoméretű biológiai szervezetek végzik, és bonyolult fotofizikai és fotokémiai reakcióláncokat foglalnak magukban, amelyek közül a leggyorsabbak mindössze néhány femtoszekundumig (10⁻¹⁵ s) tartanak. Ezen ultragyors folyamatok mechanizmusainak megértése nemcsak tisztán a kvantumfizika szempontjából, hanem biológiai kontextusban is rendkívül nehéz feladat volt és marad is, ugyanakkor óriási jelentőséggel bír az új, bioinspirált napelem-technológiák fejlesztésében. A szegedi ELI ALPS lézerlétesítmény célja, hogy a femtoszekundumos és attoszekundumos skálán zajló leggyorsabb fizikai folyamatok tanulmányozásához a jelenlegi csúcstechnológiát meghaladó lézersugár-forrásokat és műszereket biztosítson.

A projekt célja az új lézerforrások kihasználása és mérési munkaállomások fejlesztése volt, kifejezetten a fotobiológiai alkalmazásokra szabva. A multidimenziós optikai spektroszkópiai felhasználói munkaállomást egy csapat kutató a HUN-REN SZBK-ból és az ELI ALPS-ból, valamint nemzetközi együttműködő partnereik a szingapúri Nanyang Technological University-ről fejlesztették ki. Ez az ELI munkaállomás, amely jelenleg egyetlen ilyen Európában, képes összetett biológiai anyagok ultragyors fényindukált dinamikáinak mérésére, a legmagasabb spektrális és időbeli felbontással, a hagyományos laboratóriumi műszerek hasonló adatok gyűjtéséhez szükséges idejének töredéke alatt.

Ezzel párhuzamosan a Pécsi Tudományegyetem kutatói kísérleti munkaállomásokat és új kísérleteket terveztek.

A projekt során a kutatók multidiszciplináris kutatásokat is végeztek a fotoszintézis biofizikájáról növényekben, algákban és cianobaktériumokban, új részletes ismereteket felmutatva a fényenergia hatékony felhasználását szabályozó szerkezet-funkció kapcsolatokról, ezzel kihívást jelentve a régóta fennálló dogmákra, és a jól ismert és széles körben használt jelenségek újragondolására buzdítva, mint például a klorofill fluoreszcencia. A projekt során felépített infrastruktúra és együttműködő kutatási hálózat aktív marad a projekt befejezését követően is.

A címlapfotón a PTE kutatói láthatóak a projekt egyik vizsgálata közben.