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

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
70 
T2: O–2 
2D Raman study of the healthy and epileptic rat brain tissue 
 
Julia Sacharz
1
, Aleksandra Wesełucha-Birczyńska
1
, Janina Zięba-Palus
2
, 
Marian. H. Lewandowski
3
, Rafał Kowalski
2
, Katarzyna Palus
3
, Łukasz Chrobok
3
 
 
1 
Faculty of Chemistry, Jagiellonian University, Krakow, Poland, 
e-mail: [e-mail] 
2 
Institute of Forensic Research, Krakow, Poland 
3 
Department of Neurophysiology and Chronobiology, Institute of Zoology, Jagiellonian University, 
Krakow, Poland 
 
 
The  aim  our  work  is  to  recognize  if  Raman  spectroscopy  can  detect  brain  abnormalities 
responsible  for  epilepsy  at  the  molecular  level.  Absence  epilepsy  is  the  neurological  disorder 
characterized  by  the  pathological  spike-and  wave  discharges  present  in  the 
electroencephalogram,  accompanying  a  sudden  loss  of  consciousness  [1].  Experiments  were 
performed on male rats from WAG/Rij strain, as it is the well-established model of epilepsy [2] 
and  on  control  group  of  Wistar  rats.  Three  differrent  brain  areas  of  the  rats  brain  tissue  were 
studied:  the  somatosensory  cortex  (Sc),  the  dorsal  lateral  geniculate  nucleus  of  the  thalamus 
(DLG)  and  the  cerebellar  cortex  (Cc).  The  Raman  spectra  of  the  fresh  brain  scraps  kept  in 
artificial cerebrospinal fluid were collected using as an excitation source 442 nm, 785 nm, 514.5 
nm  and  1064  nm  laser  lines.  The  rat  brain  is  composed  of  over  a  thousand  functionally  and 
anatomically independent structures [3, 4], which makes it challenge to study. The differences in 
electrophysiological  functioning  of  Sc  and  DLG  brain  structures  –  the  presumable  origin  of 
absence seizures, in WAG/Rij rats were indicated [2]. 2D correlation analysis, performed using 
the  Noda  method,  allowed to  identify the  subtle  differences  in tissue structure  connected  with 
brain pathology [5]. Average Raman spectra were used as input data, while the laser wavelength 
was regarded as an external perturbation in 2D correlation (Fig. 1). 
 
Fig. 1. 2D asynchronous maps for Sc, DLG and Cc brain areas in the 1735–1600 cm
–1
 range showing differences 
in the spectra between healthy and epileptic brain structures. 
  
Keywords: Epilepsy, Raman Spectroscopy, 2D Correlation  
 
References  
[1]  V. Crunelli, N. Leresche, Nature Reviews Neuroscience 3 (2002) 371. 
[2]  T. Budde, J.R. Huguenard, Models of Seizures and Epilepsy (2006) 73. 
[3]  T.S. Reddy, R. Rajalakshmi, C.V. Ramakrishnan, Int. J. Developmental Neuroscience 1 (1983) 65. 
[4]  A. Wesełucha-Birczyńska, J. Sacharz, J. Zięba-Palus, M.H. Lewandowski, R. Kowalski, K. Palus, L. 
Chrobok, M. Birczyńska, A. Sozańska, Vib. Spectrosc 85 (2016) 48. 
[5]  I. Noda, Appl. Spectrosc. 47 (1993) 1329. 
W
is
ta
Sc 
DL
Cc 
W
A
G
/R
ij 

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
71
T2: O–3 
Is SR-FTIR spectroscopy has a potential 
as a tissue classifier in ovarian cancer? 
 
Maria Magdalena Grzelak
1
, Marek Lankosz
1
, Z. Stęgowski
1
, Sylwia Hotloś
1
, 
Łukasz Chmura
2
, and Dariusz Adamek
3
 
 
1 
AGH University of Science and Technology, Faculty of Physics and Applied Computer Science,                             
al. A. Mickiewicza 30, 30-059, Krakow,Poland, e-mail: [e-mail] 
2 
Chair of Pathomorphology, Faculty of Medicine, Jagiellonian University, ul. Grzegorzecka 16, 
31-531 Krakow, Poland 
 
 
Ovarian cancer is the seventh most common cancer in women worldwide (18 most common 
cancer  overall).  Neoplasms  tissues  derived  from  epithelial  ovarian  surface  are  heterogeneous 
morphology  group,  including  wide  spectrum  of  clinical  signs  and  the  wide  histopathological 
scope.  Currently  available  methods  and  test  do  not  provide  the  required  sensitivity  and 
specificity for accurate diagnosis  of the  ovarian cancer. There is need to find detection tool to 
diagnosis  this type  of cancer.  Infrared  (IR) spectroscopy  of the  tissue is a rapid, versatile, and 
relatively  non-invasive  approach  which  could  characterize  biomolecular  alterations  due  to 
cancer and has potential to be utilized as a screening or the diagnostic tool [1].  
 
The aim  of this study  was to check if  some biomolecules can  be  treated as  ovarian cancer 
bio-indicator  and  to  optimize  the  procedure  of  samples  preparation  for  the  measurement: 
thickness and deposit material.  Another aspect of this study was to check if any differences or 
similarities in the distribution of the molecules can be find in neoplastic and control area of the 
tissue.  
 
The samples designed to chemical and molecular analysis were taken intraoperatively from 
ovarian tumors  of different type and  degrees  of malignancy. The samples were collected from 
12 patients in different age. The samples after the surgery were frozen in -80oC. Tissue material 
for  the  experiment  was  cryo-sectioned  to  slices  of  5  μm  thick,  mounted  on  a  square  silicon 
nitride membrane window (2x2 mm, 200 nm thick) on silicon frame or of 20 μm thick, mounted 
on  barium  fluoride  disc  (13  mm  diameter,  2  mm  thick)  and  dried  in  vacuum.  The  experiment 
were  performed  at  the  beamline  ID2  (ESRF,  Grenoble,  France)  The  absorption  spectra  were 
collected  in  trans-reflective  mode  using  the  infrared  microscope  (Continuum  Thermo  Nicolet) 
coupled with the Thermo Nicolet Nexus spectrometer.  
 
Set  of biomolecules (amid massive, lipid massive and fingerprint region) in neoplastic and 
control area of the tissues were examined. Distributions of biomolecules  were presented on 2D 
maps. The molecular structure mainly for determining the secondary structure of proteins were 
also  examined  in  regions  of  the  amide  massive.  [2].  The  differences  in  the  IR  spectra  and 
distribution of molecules for various types of ovarian tumors were observed. Statistical analysis 
of the measurement data was carried out with the STATISTICA package. The Mann Whitney U 
test and cluster analysis were applied for statistical evaluation.   
 
Keywords: ovarian cancer; chemical imaging; SR-FTIR; statistical analysis  
 
Acknowledgment 
We  acknowledge  the  European  Synchrotron  Radiation  Facility  for  provision  of  synchrotron  radiation 
facilities and we would like to thank Dr M. Salome, Dr H. Castillo-Michel, Dr B. Hesse and Dr G. Veronesi 
for  assistance  in  using  beamline  ID21.  The  research  leading  to  these  results  has  received  funding  from 
ESRF and the Ministry of Science and Higher Education (Warsaw, Poland) 
 
References  
[1]  K. Gajjar, J. Trevisan, G. Owens, P.J. Keating, N.J. Wood, H.F. Stringfellow, P.L. Martin-Hirsch,  F. 
Martin, Analyst 138(14) (2013) 3917. 
[2]  C. Petibois, G. Deleris , Trends in Biotehnology 24(10) (2006) 455.
 

---