Valontuottoa muokkaamalla kohti tehokkaampia määritysprosesseja

Useat biolääketieteellisissä taudinmäärityksissä käytettävät menetelmät perustuvat valoa tuottavien yhdisteiden hyödyntämiseen mitattavien asioiden havaitsemiseksi. Valoon perustuvat menetelmät ovat nopeita ja tarkkoja, mutta niitä pyritään kehittämään jatkuvasti vastaamaan nykypäivän vaatimuksia entistä nopeammista, helpommista ja monikäyttöisemmistä menetelmistä. Kehittämällä käytössä olevia materiaaleja voimme parantaa jo olemassa olevia menetelmiä, tai luoda kokonaan uusia määritystapoja.

Eräs mielenkiintoinen tutkimuskohde ovat yhdisteet, jotka kykenevät ottamaan vastaan infrapunasäteilyä ja tuottamaan siitä näkyvää valoa. Tällaista ilmiötä kutsutaan upkonversioksi ja se on valoa tuottavien prosessien joukossa ainutlaatuinen, sillä siinä pieni määrä energiaa saadaan kasvatettua suuremmaksi pinoutumisen ansiosta. Muokkaamalla näiden valoa tuottavien yhdisteiden koostumusta voidaan vaikuttaa niiden tuottaman valon väriin tai parantaa niiden kykyä ottaa vastaan valontuoton aikaansaavaa viritystä.

Erityisesti infrapunasäteilyä hyödyntävät yhdisteet mahdollistavat uusia ja erilaisia käyttötarkoituksia kuin yleisemmin käytetyt, ultraviolettisäteilyä tai näkyvää valoa hyödyntävät yhdisteet. Tämä johtuu muun muassa siitä, että infrapunasäteily on vähemmän haitallista biologisille materiaaleille ja toisaalta sen avulla voidaan määrityksiä tehdä suoraan verestä ilman lisätyötä jolloin säästyy aikaa. Myös laitteistokustannuksia voidaan vähentää ja tehdä lukijalaitteista pienempikokoisia, jolloin niitä voitaisiin hyödyntää myös laboratorioiden ulkopuolella.

Toinen monikäyttöisimpien menetelmien mahdollistaja on useiden eriväristen, mutta muilta ominaisuuksiltaan samanlaisten yhdisteiden käyttö, mikä mahdollistaisi useamman halutun taudinaiheuttajan määrityksen samanaikaisesti. Tällöin laboratoriotulosten odotusaika lyhenisi ja tutkimukset nopeutuisivat. Yhdisteiden tuottaman valon väriä voidaan muokata monin eri tavoin, joista yleisin on valoa tuottavan osan vaihtaminen toiseen.

Omassa tutkimuksessani keskityn erilaisten valoa tuottavien yhdisteiden valmistamiseen ja värintuoton muokkaamiseen, ja tavoitteenani on, että niiden jatkokäsittelyssä tarvittaisiin mahdollisimman vähän välivaiheita. Oman haasteensa tutkimukseen tuo valoon perustuvien tapahtumien herkkyys useille ulkopuolisille asioille, kuten materiaalien kokovaihteluille tai pintaepäpuhtauksille. Kaikkien osatekijöiden yhdistäminen hyviä valoa tuottavia yhdisteitä valmistaessa ja niiden ominaisuuksien suuntaamisessa kohti lopullisia käyttökohteita tekeekin työstä alati muuttuvaa sekä mielenkiintoista.

Emilia Palo
Kirjoittaja on kemian tohtorikoulutettava.