Lasertekniikka avuksi diabeteksen tunnistamiseen
Lasertekniikkaa voidaan dosentti Markku Vainion mukaan tulevaisuudessa hyödyntää erilaisten sairauksien tunnistamisessa. Helsingin yliopiston fysikaalisen kemian laboratoriossa keskitytään erityisesti ykköstyypin diabeteksen taudinmääritykseen spektroskopian avulla.”Ihmisen hengitysilmassa on paljon erilaisia yhdisteitä, jotka voi tunnistaa sen perusteella, miten ne imevät valoa itseensä. Eri yhdisteillä on yksilölliset valon imeytymiseen perustuvat molekyylisormenjälkensä. Laserin avulla voimme tunnistaa hyvinkin pieniä ilmassa olevia hivenkaasuja”, Vainio kertoo.
Ihmisen uloshengitys sisältää Vainion mukaan pääsääntöisesti samoja yhdisteitä kuin sisään hengitetty ilmakin, mutta mukana voi olla myös erilaisista sairauksista kertovia yhdisteitä.
”Näitä niin sanottuja merkkiyhdisteitä mittaamalla voi tehdä taudinmääritystä samaan tapaan kuin verikokeiden avulla, mutta näytteenotto on potilaalle kivutonta, ja näytteen analysointi tapahtuu reaaliaikaisesti.”
Tekniikka ei ole vielä tällä hetkellä potilaskäytössä, mutta tulevaisuudessa hengityksen lasermittaukset voivat olla osa terveysasemien arkea.
”Tunnistamme parhaillaan erilaisia merkkiyhdisteitä ja niiden yhteyttä tiettyihin sairauksiin. Selvitämme myös eri merkkiyhdisteiden normaalipitoisuuksia ja niiden vaihtelua terveen ihmisen uloshengitysilmassa. Helsingin yliopistossa perehdymme erityisesti ykköstyypin diabetekseen ja sen komplikaatioihin.”
Spektroskopian uusimpia sovelluksia voidaan Vainion mukaan hyödyntää myös ympäristön monitoroinnissa ja ilmaston tutkimuksessa.
Valosta uusi superase syöpää vastaan
Optiikka tutkii valon ja aineen vuorovaikutusta. Alan trendejä ovat materiaalien optisten ominaisuuksien räätälöinti sekä nanomateriaalien hyödyntäminen. Uudenlaisia, valoa ja nanometalleja hyödyntäviä menetelmiä voidaan Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori Päivi Törmän mukaan lähitulevaisuudessa käyttää syövän hoidossa.
”Tavoitteena on kehittää nopea, huokea ja kivuton syöpähoito. Monia syöpämuotoja voitaisiin hoitaa valaisemalla potilas vaarattomalla lähi-infrapunasäteilyllä ihon läpi. Hoidon perusajatus on se, että ensin potilaan syöpäkudokseen ohjataan noin sadan nanometrin mittaisia kulta- tai hopeananohiukkasia. Valon osuessa metallihiukkasiin kudoksen päälle syntyy hyvin voimakas valokenttä, joka lämmittää syöpäkudosta niin paljon, että se tuhoutuu”, professori Törmä kuvaa.
Valohoidon idean taustalla on professori Naomi Halas Ricen yliopistosta Yhdysvalloista.
”Kulta ja hopea ovat toki kalliita, mutta myös halvempia materiaaleja tutkitaan. Käytettävät metallihiukkaset ovat myrkyttömiä, ja maksa poistaa ne kehosta. Jos tulokset osoittautuvat hyviksi, uusi superase syöpää vastaan voi olla viiden vuoden kuluessa valmis käytettäväksi esimerkiksi rintasyövän hoidossa”, Törmä visioi.
Lisätietoja:
Hengitysilman analysointi spektroskopian avulla:http://www.helsinki.fi/kemia/fysikaalinen/research/
molspec/breath.html
professori Naomi Halasin tutkimusryhmän uutisia: http://halas.rice.edu/media-articles
Suomen Akatemian Fotoniikka (2010–2013)-tutkimusohjelma
Teksti: Risto Alatarvas
Kuvat: Helsingin yliopiston fysikaalisen kemian laboratorio, National Cancer Institute ja Pixmac.fi
