Oulun yliopiston NMR-tutkimusyksikössä on kehitetty laskennallisia työkaluja, jotka avaavat uusia mahdollisuuksia käyttää ksenonkaasua biosensorina.
Ksenonatomi toimii kuin vakoilija, joka havaitsee ympäristön pienimmätkin muutokset ja raportoi niistä NMR-signaalillaan.
Ksenoniin perustuvissa NMR-biosensoreissa ksenonatomi kahlitaan suurempaan häkkimolekyyliin, joka kemiallisen anturinsa avulla löytää ympäristöstään, esimerkiksi verestä, halutun kohdemolekyylin.
Se voi olla vaikkapa syöpäsolun tuottama proteiini, jollaisia terveet solut eivät tuota.
”Kun anturi tarrautuu kohdemolekyyliin, sensorin rakenne muuttuu hieman”, kuvailee väitöskirjatutkija Perttu Hilla tiedotteessa.
”Tämä voidaan havaita ympäristön muutoksille äärimmäisen herkän ksenonin NMR-signaalissa, mikä viittaa kohdemolekyylin, kuten syöpäsolun tuottaman proteiinin, läsnäoloon aineessa.”
Kun ksenonbiosensorin anturi vaihdetaan, sitä voidaan hyödyntää monien muidenkin suureiden ja molekyylien havaitsemiseen.
Oululaiset rakensivat uuden teorian
Ksenonin NMR-signaalin informaatio sisältyy kahteen tekijään, signaalin värähtelytaajuuteen ja vaimenemiseen. Aiemmin tutkijat ovat hyödyntäneet vain värähtelytaajuutta.
Oululaiset ovat kuitenkin rakentaneet uutta teoriaa ja laskennallisia työkaluja myös signaalin vaimenemisen mallinnukseen, jopa suurissa molekyylisysteemeissä.
”Suurten biosensorirakenteiden mallintaminen vaati aiemmin käytössä olleiden teoreettisten oletusten hylkäämistä, ja uuden, aiempia menetelmiä yleistävän teorian kehittämistä”, kertoo professori Juha Vaara.
Uusi mahdollisuus vertailla mittaustuloksia ja teoreettisia ennusteita NMR-signaalin vaimenemisen osalta kaksinkertaistaa vertailupisteiden määrän, mikä lisää tutkimustulosten luotettavuutta.
Perttu Hillan ja Juha Vaaran tutkimuksen julkaisi Physical Chemistry Chemical Physics -lehti.
Lue myös:
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
