Väittelijä selvitti superherkän diagnostiikan mahdollistavia keinoja (Väitös: FM Satu Lahtinen, 18.10.2019, biotekniikka)
Turun yliopistossa väittelevä Satu Lahtinen osoittaa biotekniikan alaan kuuluvassa väitöstutkimuksessaan, että harvinaisia maametalleja sisältävät käänteisviritteiset nanopartikkelit soveltuvat loistavasti leima-aineiksi diagnostisiin testeihin, joissa havaitaan tutkittavan yhdisteen erittäin pieniä pitoisuuksia.
Satu Lahtinen tarkasteli väitöstutkimuksessaan harvinaisia maametalleja sisältävien epäorgaanisten käänteisviritteisten nanopartikkeleiden käyttämistä leima-aineina diagnostisissa testeissä. Käänteisviritteiset nanopartikkelit valikoituivat tutkimukseen leima-aineiksi, koska niillä on ainutlaatuinen kyky tuottaa korkeaenergistä näkyvää valoa, kun niitä viritetään matalaenergisellä infrapunavalolla.
Tavanomaisten leima-aineiden käyttö on ollut ongelma diagnostisten testien herkkyyden kannalta, sillä luonnonmateriaaleista peräisin oleva taustaluminesenssi on rajoittanut testien kykyä havaita tutkittavan yhdisteen pieniä pitoisuuksia.
– Luonnonmateriaalit eivät pysty tuottamaan käänteisviritteistä valoa. Tämän vuoksi tutkittavan yhdisteen läsnäolo voidaan havaita käänteisviritteisen nanopartikkelin avulla täysin ilman näytteestä lähtöisin olevaa taustaluminesenssia, mikä mahdollistaa erittäin pienien pitoisuuksien havaitsemisen, Lahtinen sanoo.
Käänteisviritteisten nanopartikkeleiden potentiaalia ei ole aiemmin kuitenkaan täysin pystytty hyödyntämään superherkässä diagnostiikassa. Lahtinen tutki nanopartikkeleihin liittyviä ongelmia ja selvitti ratkaisuja, jotta niiden täysi potentiaali olisi mahdollista hyödyntää.
Tutkimuksessaan hän huomasi esimerkiksi, että nanopartikkelit hajoavat vesiliuoksessa, jolloin niiden tuottama valo myös häviää. Tutkimuksessa löydettiin kuitenkin yksinkertainen menetelmä estää hajoaminen. Yksi keskeinen nanopartikkelien käyttöä rajoittava ongelma on ollut niiden ei-toivottu sitoutuminen muualle kuin tutkittavaan yhdisteeseen. Väitöstutkimuksessaan Lahtinen paneutui myös tähän ongelmaan.
– Kun nanopartikkelit sitoutuvat muuallekin kuin tutkittavaan yhdisteeseen, kohteen pieniä pitoisuuksia on vaikea havaita. Jotta voitaisiin kehittää superherkkiä testejä, tämä ei-toivottu sitoutuminen on tärkeää estää. Tutkimuksessa löysimmekin tähän ratkaisuja, Lahtinen kertoo.
Väitöstutkimuksessaan Lahtinen myös laajensi käänteisviritteisten nanopartikkelien käyttöä uusiin sovelluksiin. Tulevaisuudessa nanopartikkeleita on todennäköisesti mahdollista käyttää digitaalisissa määrityksissä, jotka perustuvat yhden molekyylin havainnoimiseen.
***
FM Satu Lahtinen esittää väitöskirjansa ”Upconverting nanoparticles in bioaffinity assays: new insights and perspectives” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 18.10.2019 klo 12.00 (Turun yliopisto, Medisiina D, Alhopuro auditorio, Kiinamyllynkatu 10, Turku).
Vastaväittäjänä toimii apulaisprofessori Eva Hemmer (Ottawan yliopisto, Kanada) ja kustoksena professori Tero Soukka (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on biotekniikka.
Väittelijän yhteystiedot: p. +358469236168, selaht@utu.fi
