Väitös (molekulaarinen bioteknologia ja diagnostiikka): FM Kirsti Raiko
Aika
15.9.2023 klo 12.00 - 16.00
FM Kirsti Raiko esittää väitöskirjansa ”UPCONVERTING NANOPARTICLES IN ULTRASENSITIVE DETECTION of cardiac troponin I” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 15.9.2023 klo 12.00 (Turun yliopisto, Medisiina D, Alhopuro-sali, Kiinamyllynkatu 10, Turku).
Vastaväittäjänä toimii tutkimusjohtaja Thomas Hirsch (Regensburgin yliopisto, Saksa) ja kustoksena professori Tero Soukka (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on molekulaarinen bioteknologia ja diagnostiikka.
Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-9386-4
***
Tiivistelmä väitöstutkimuksesta:
Lääketieteellisen diagnostiikan kehitys pyrkii jatkuvasti kohti entistä herkempiä mittausmenetelmiä. Useat sairaudet diagnosoidaan biokemiallisilla testeillä, joissa mitataan potilaan veressä olevia taudin merkkiaineita, joiden määrä veressä muuttuu sairauden takia. Monissa sairauksissa merkkiainepitoisuudet ovat pienempiä alussa, ja kasvavat taudin edetessä, jolloin herkemmät mittausmenetelmät mahdollistavat diagnosoinnin yhä aikaisemmassa vaiheessa. Sydäninfarkti on esimerkki sairaudesta, joka kyetään havaitsemaan sitä aiemmin, mitä pienempiä merkkiainemääriä voidaan mitata, eli mitä herkempiä mittausmenetelmiä kehitetään.
Useat mittausmenetelmät perustuvat valoa hohtavien leimojen käyttöön. Leimat suunnitellaan niin, että ne sitoutuvat vain tietyn taudin merkkiaineeseen verinäytteessä. Näin ollen, verinäytteestä saatava leiman valon määrä on verrannollinen merkkiaineen määrään verinäytteessä. Toisin sanoen, valon määrästä voidaan laskea merkkiaineen määrä.
Käänteisviritteiset nanopartikkelit (engl. upconverting nanoparticles, UCNP) ovat poikkeuksellisella tavalla valoa tuottavia epäorgaanisia hiukkasia. Niiden poikkeuksellinen valontuottoprosessi mahdollistaa äärimmäisen pienien UCNP-määrien havaitsemisen, ja jopa laskemisen, niiden tuottaman valon perusteella. Jos UCNP:ita käytetään leimoina, voidaan teoriassa havaita yksittäisiä sairauden merkkiainemolekyylejä verinäytteistä.
Väitöstutkimuksessa perehdyttiin UCNP:iden ominaisuuksien, kuten koon ja pintakemian, tutkimiseen ja muokkaamiseen sopivammaksi lääketieteelliseen diagnostiikkaan. Tutkimuksessa kehitettiin uusi partikkelien pinnoitusmenetelmä, joka mahdollisti historiallisen pienien sydänkohtausmerkkiainemäärien havaitsemisen verestä käyttäen yksinkertaista mittausprotokollaa. Väitöstutkimuksessa osoitettiin myös, että kehitetyllä pinnoitusmenetelmällä käsitellyt UCNP:t soveltuvat erinomaisesti myös yksinkertaiseen lateraalivirtaus-mittaukseen, joka muistuttaa raskaus- tai koronatestiä.
Väitöskirjatutkimuksen tulokset vahvistavat UCNP:eiden asemaa tulevaisuuden mittausleimana lääketieteellisessä diagnostiikassa.
Vastaväittäjänä toimii tutkimusjohtaja Thomas Hirsch (Regensburgin yliopisto, Saksa) ja kustoksena professori Tero Soukka (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on molekulaarinen bioteknologia ja diagnostiikka.
Väitöskirja on julkaistu sähköisenä: https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-9386-4
***
Tiivistelmä väitöstutkimuksesta:
Lääketieteellisen diagnostiikan kehitys pyrkii jatkuvasti kohti entistä herkempiä mittausmenetelmiä. Useat sairaudet diagnosoidaan biokemiallisilla testeillä, joissa mitataan potilaan veressä olevia taudin merkkiaineita, joiden määrä veressä muuttuu sairauden takia. Monissa sairauksissa merkkiainepitoisuudet ovat pienempiä alussa, ja kasvavat taudin edetessä, jolloin herkemmät mittausmenetelmät mahdollistavat diagnosoinnin yhä aikaisemmassa vaiheessa. Sydäninfarkti on esimerkki sairaudesta, joka kyetään havaitsemaan sitä aiemmin, mitä pienempiä merkkiainemääriä voidaan mitata, eli mitä herkempiä mittausmenetelmiä kehitetään.
Useat mittausmenetelmät perustuvat valoa hohtavien leimojen käyttöön. Leimat suunnitellaan niin, että ne sitoutuvat vain tietyn taudin merkkiaineeseen verinäytteessä. Näin ollen, verinäytteestä saatava leiman valon määrä on verrannollinen merkkiaineen määrään verinäytteessä. Toisin sanoen, valon määrästä voidaan laskea merkkiaineen määrä.
Käänteisviritteiset nanopartikkelit (engl. upconverting nanoparticles, UCNP) ovat poikkeuksellisella tavalla valoa tuottavia epäorgaanisia hiukkasia. Niiden poikkeuksellinen valontuottoprosessi mahdollistaa äärimmäisen pienien UCNP-määrien havaitsemisen, ja jopa laskemisen, niiden tuottaman valon perusteella. Jos UCNP:ita käytetään leimoina, voidaan teoriassa havaita yksittäisiä sairauden merkkiainemolekyylejä verinäytteistä.
Väitöstutkimuksessa perehdyttiin UCNP:iden ominaisuuksien, kuten koon ja pintakemian, tutkimiseen ja muokkaamiseen sopivammaksi lääketieteelliseen diagnostiikkaan. Tutkimuksessa kehitettiin uusi partikkelien pinnoitusmenetelmä, joka mahdollisti historiallisen pienien sydänkohtausmerkkiainemäärien havaitsemisen verestä käyttäen yksinkertaista mittausprotokollaa. Väitöstutkimuksessa osoitettiin myös, että kehitetyllä pinnoitusmenetelmällä käsitellyt UCNP:t soveltuvat erinomaisesti myös yksinkertaiseen lateraalivirtaus-mittaukseen, joka muistuttaa raskaus- tai koronatestiä.
Väitöskirjatutkimuksen tulokset vahvistavat UCNP:eiden asemaa tulevaisuuden mittausleimana lääketieteellisessä diagnostiikassa.
Viestintä