Väitös (biotekniikka): DI Saara Kuusinen
Aika
16.5.2025 klo 12.00 - 16.00
DI Saara Kuusinen esittää väitöskirjansa ”Ultrasensitive Heterogeneous Bioaffinity Assays by Eliminating Nonspecific Binding of Upconverting Nanoparticles” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 16.5.2025 klo 12.00 (Turun yliopisto, Medisiina D, Alhopuro-sali, Kiinamyllynkatu 10, Turku).
Vastaväittäjänä toimii professori Ann-Christine Syvänen (Uppsalan yliopisto, Ruotsi) ja kustoksena professori Tero Soukka (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on biotekniikka.
Väitöskirja yliopiston julkaisuarkistossa: https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-02-0123-4 (kopioi linkki selaimeen).
***
Tiivistelmä väitöstutkimuksesta:
Diagnostisten testien kyky havaita entistä pienempiä merkkiainepitoisuuksia mahdollistaa esimerkiksi sairauksien toteamisen varhaisemmassa vaiheessa. Laboratoriotestit perustuvat usein leima-aineisiin, kuten valoa tuottaviin yhdisteisiin, joiden signaalin perusteella voidaan määrittää tutkittavan aineen pitoisuus. Parhaan mahdollisen herkkyyden saavuttamiseksi leima-aineen tulee tuottaa paljon signaalia tutkittavan aineen läsnä ollessa. Ilman tutkittavaa ainetta havaittavan taustasignaalin tulisi puolestaan olla mahdollisimman pieni.
Väitöstutkimuksessa kehitettiin erittäin herkkiä menetelmiä lyhyiden nukleiinihappomolekyylien havaitsemiseen käyttäen leima-aineena käänteisviritteisiä nanopartikkeleita (engl. upconverting nanoparticle, UCNP). Ne tuottavat valoa ainutlaatuisella tavalla, jota ei tapahdu lainkaan luonnollisissa materiaaleissa. Tämän vuoksi biologisissa näytteissä olevat molekyylit eivät häiritse UCNP:iden tuottaman valon mittausta, mikä tekee niistä erinomaisia leima-aineita diagnostisiin testeihin. UCNP:iden erinomaisen havaittavuuden vuoksi määritysten herkkyyttä rajoittaa pääasiassa epäspesifinen sitoutuminen, eli leimojen sitoutuminen muualle kuin tutkittavaan yhdisteeseen. Väitöstutkimuksessa keskityttiin erityisesti UCNP:iden epäspesifisen sitoutumisen tuottaman taustasignaalin vähentämiseen.
Kehitetyillä menetelmillä pystyttiin mittaamaan poikkeuksellisen matalia nukleiinihappopitoisuuksia suoraan veriplasmasta yksinkertaisella menetelmällä. Erinomainen herkkyys saavutettiin käyttämällä hiuspinnirakenteisia koettimia, jotka vahvistavat nukleiinihappojen sitoutumista. Lisäksi UCNP-leimojen epäspesifisen sitoutumisen aiheuttama rajoite poistettiin uudenlaisella, kaksivaiheiseen sitomiseen perustuvalla menetelmällä.
Kehitetyt menetelmät ovat lupaavia työkaluja esimerkiksi syöpien ja neurodegeneratiivisten sairauksien varhaiseen diagnostiikkaan ja hoidon seurantaan, sairauksien seulontaan ja lääketieteelliseen tutkimukseen.
Vastaväittäjänä toimii professori Ann-Christine Syvänen (Uppsalan yliopisto, Ruotsi) ja kustoksena professori Tero Soukka (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on biotekniikka.
Väitöskirja yliopiston julkaisuarkistossa: https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-02-0123-4 (kopioi linkki selaimeen).
***
Tiivistelmä väitöstutkimuksesta:
Diagnostisten testien kyky havaita entistä pienempiä merkkiainepitoisuuksia mahdollistaa esimerkiksi sairauksien toteamisen varhaisemmassa vaiheessa. Laboratoriotestit perustuvat usein leima-aineisiin, kuten valoa tuottaviin yhdisteisiin, joiden signaalin perusteella voidaan määrittää tutkittavan aineen pitoisuus. Parhaan mahdollisen herkkyyden saavuttamiseksi leima-aineen tulee tuottaa paljon signaalia tutkittavan aineen läsnä ollessa. Ilman tutkittavaa ainetta havaittavan taustasignaalin tulisi puolestaan olla mahdollisimman pieni.
Väitöstutkimuksessa kehitettiin erittäin herkkiä menetelmiä lyhyiden nukleiinihappomolekyylien havaitsemiseen käyttäen leima-aineena käänteisviritteisiä nanopartikkeleita (engl. upconverting nanoparticle, UCNP). Ne tuottavat valoa ainutlaatuisella tavalla, jota ei tapahdu lainkaan luonnollisissa materiaaleissa. Tämän vuoksi biologisissa näytteissä olevat molekyylit eivät häiritse UCNP:iden tuottaman valon mittausta, mikä tekee niistä erinomaisia leima-aineita diagnostisiin testeihin. UCNP:iden erinomaisen havaittavuuden vuoksi määritysten herkkyyttä rajoittaa pääasiassa epäspesifinen sitoutuminen, eli leimojen sitoutuminen muualle kuin tutkittavaan yhdisteeseen. Väitöstutkimuksessa keskityttiin erityisesti UCNP:iden epäspesifisen sitoutumisen tuottaman taustasignaalin vähentämiseen.
Kehitetyillä menetelmillä pystyttiin mittaamaan poikkeuksellisen matalia nukleiinihappopitoisuuksia suoraan veriplasmasta yksinkertaisella menetelmällä. Erinomainen herkkyys saavutettiin käyttämällä hiuspinnirakenteisia koettimia, jotka vahvistavat nukleiinihappojen sitoutumista. Lisäksi UCNP-leimojen epäspesifisen sitoutumisen aiheuttama rajoite poistettiin uudenlaisella, kaksivaiheiseen sitomiseen perustuvalla menetelmällä.
Kehitetyt menetelmät ovat lupaavia työkaluja esimerkiksi syöpien ja neurodegeneratiivisten sairauksien varhaiseen diagnostiikkaan ja hoidon seurantaan, sairauksien seulontaan ja lääketieteelliseen tutkimukseen.
Viestintä