Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
24 
I–6 
Coupled AFM/Raman microscopic systems for analysis of solid surfaces 
 
Joanna Łojewska
1
, Andrzej Kołodziej
2
, Arkadiusz Knapik
3
, and Damian Chlebda
1
 
 
1 
Jagiellonian University, Faculty of Chemistry, Kraków, Poland, e-mail: [e-mail] 
2 
Institute of Chemical Engineering, Polish Academy of Sciences, Gliwice, Poland,  
3 
AGH University of Science and Technology, Faculty of Materials Science and Ceramics, Kraków, 
Poland 
 
 
AFM coupled with Raman microscope is a new emerging technique that offers simultaneous 
analysis  of  both  morphology  and  texture  of  material  with  the  chemical  information  obtained 
with  high  spatial  resolution  even  in  nanometer  scale.  The  system  can  be  harnessed  for 
investigation  of  surfaces  of  solids  in  a  number  of  ways  among  which  are  combined  mapping, 
with or without the tip enhanced Raman spectroscopic (TERS) effect. There are several optical 
arrangements  in  which  the  measurements  can  be  performed.  Many  of  them  are  based  on  the 
inverted  configuration  applied  usually  for  biological  samples.  Several  solutions  have  been 
developed to  obtain coupled  AFM/Raman maps in  a reflection mode.  One  of them  offered  by 
Horriba Jobin-Yvon is presented in this survey. A real challenge for this technique is firstly to 
achieve conjugated AFM and Raman images and secondly, to increase the spatial resolution of 
imaging  to  nanometer  scale.  This  in  the  literature  occurred  to  be  successful  only  for  model 
samples  mainly  graphene  and  fullerene-like  structures  deposited  on  flat  gold  surfaces  as  for 
example if refs. [1, 2]. 
 
Since catalysis is pure surface science of our particular interest were the catalytic materials 
composed  of  metal  oxides  in  mono  and  bimetallic  forms  (Co,  Cu,  Ce,  Pd),  deposited  on  the 
washcoated (Al
2
O
3
, CeO
2
) surfaces of the metallic carriers [3]. In this study these will be used to 
demonstrate  the possibilities  of the technique  mainly  using  far  field  effects.  A  new method  of 
synchronising  of  AFM  and  Raman  will  be  presented.  The  surface  composition  found  for 
different catalytic systems will serve to search for structure-activity relationships.
 
 
References  
[1]  B. Pettinger, K.F. Domke, D. Zhang, G. Picardi, R. Schuster, Surf. Sci. 603 (2009) 1335. 
[2]  G. Picardi, M. Chaigneau, R. Ossikovski, Phys. Lett. 469 (2009) 161. 
[3]  J. Łojewska, A. Kołodziej, T. Łojewski, R. Kapica, J. Tyczkowski, Appl. Catal. A 366 (2009) 206. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
25
I–7 
Raman imaging of endothelial cells – an insight into pathologies of 
circulatory system in in vitro model studies 
 
Krzysztof Czamara
1
, Alicja Slaby
1
, Marta Stojak
2
, Elzbieta Karnas
3,4
, Anna Selmi
2
, 
Tomasz Wójcik
2
, Malgorzata Barańska
1,2
, and Agnieszka Kaczor
1,2
 
 
1 
Faculty of Chemistry, Jagiellonian University, Ingardena 3, Krakow, Poland, 
e-mail: [e-mail] 
2 
Jagiellonian Centre for Experimental Therapeutics (JCET), Jagiellonian University, Bobrzynskiego 
14, Krakow, Poland 
3 
Department of Cell Biology, Faculty of Biochemistry, Biophysics and Biotechnology, Jagiellonian 
University, Gronostajowa 7, Krakow, Poland 
4 
Malopolska Centre of Biotechnology, Jagiellonian University, Gronostajowa 7A, Krakow, Poland
 
 
 
 
Endothelium plays a plethora of essential functions in organism and considerably changes upon 
development of lifestyle diseases. Well established knowledge and understanding of mechanisms of 
cellular  processes  and  pathologic  states  require  insight  into  subcellular  structures.  Due  to  its  high 
spatial resolving power and label-free characteristic, confocal Raman microscopy is a potent tool to 
investigate cell-based systems. It enables to visualize the major cell components and determine their 
structural and biochemical composition, as well as alterations after exposure to various stimuli [1, 2]. 
Raman  measurements  can  be  complemented  with  AFM  imaging  to  obtain  information  about 
topography of cells. 
 
The  chemical  changes  of  the  endothelium  in  in  vitro  models  of  apoptosis  (FasL  and 
cycloheximide models) and inflammation (TNF-α and lipopolysaccharides models) were studied. To 
account  for  changes  due  to  dynamics  of  the  cell  cycle,  influence  of  the  cell  cycle  dynamics  on 
discrimination  of  control/pathological  cells  was  studied.  Significant  alterations  in  distribution  and 
composition  of  biomolecules  in  various  organelles  within  cell  body  were  observed.  For  example, 
newly-formed, unsaturated lipid droplets were found in inflamed endothelial cells (Fig. 1). In general, 
obtained results enabled to find Raman cellular markers of endothelial apoptosis and inflammation, 
although phenotypic changes involving confluency, cell cycle dynamics and pathology development 
were show to be interrelated. 
 
Figure 1. Confocal Raman imaging of endothelial HMEC-1 cells after exposition to cytokine TNF-α (10 ng mL
–1
, 
24 h). The microphotographs of a representative control (A) and stimulated (B) cell with marked area of 
measurement (red squares). Raman images showing distribution of organic matter (C and D) and unsaturated 
lipid bodies (E and F), respectively. 
 
Keywords: confocal Raman microscopy; atomic force microscopy; endothelial cells; in vitro cellular models 
 
Acknowledgment 
The project was supported by the National Science Centre (DEC-2013/08/A/ST4/00308) and the European Union 
from the resources of the European Regional Development Fund under the Innovative Economy Programme (grant 
coordinated by JCET-UJ, POIG.01.01.02-00-069/09). 
 
References  
[1]  K. Czamara, F. Petko, M. Baranska, A. Kaczor, Analyst 141 (2016) 1390. 
[2]  K. Czamara, K. Majzner, A. Selmi, M. Baranska, Y. Ozaki, A. Kaczor, Sci. Rep. 7 (2017) 40889.
 

---