Hurtig, nem og tidlig diagnose med sjælden jord – Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Kemisk Institut > Nyheder > Nyhedssamling > Hurtig, nem og tidlig ...

09. marts 2015

Hurtig, nem og tidlig diagnose med sjælden jord

Medicinalkemi

Mangel på ilt i cellerne kan sladre om sygdomme så alvorlige som hjerneblødning, slagtilfælde og kræft. Desværre kan ingen i dag måle den øjeblikkelige iltkoncentration i levende væv. En kemiker fra Københavns Universitet har, i samarbejde med kemikere fra Oxford University, nu opfundet et stof, der, med stor præcision, kan måle hvor meget ilt, der findes inden i celler og andet biologisk væv. Stoffet er baseret på sjældne jordarter, der udsender synligt lys i en farve, der afhænger af iltmængden. Det er enestående, fordi det vil gøre det muligt at måle ilt med de lysmikroskoper, som allerede findes i stort tal på ethvert hospital.

Ny opfindelse er kombination af kemi og mikroskopi

Thomas Just Sørensen er lektor i kemi ved Nano-Science Center under Kemisk Institut på Københavns Universitet. Sammen med englænderne og samarbejdspartneren Tom Vosch har han udgivet artiklerne ”Bimetallic lanthanide complexes that display a ratiometric response to oxygen concentration” i tidsskriftet Chemical Sciences og ”Spectrally resolved confocal microscopy using lanthanide centred near-IR emmision” i tidsskriftet Chemical Communications begge udgivet af det enegelske Royal Society of Chemistry.

Artikler beviser at det virker

De to artikler er, ifølge Sørensen, de første beviser, såkaldte proof of concept, på at han kan måle iltkoncentrationer både nemt, hurtigt og billigt, men han lover, at udviklingen af metoden kommer til at gå stærkt.

"Inden der er gået et år, er jeg ret sikker på, at de første læger er i gang med at anvende vores metode til at måle ilt i celler!

Thomas Just Sørensen

Lektor

Nano-Science Center, Kemisk Institut

Københavns Universitet

”Mikroskopet har vi fået til at virke, og fremstillingen af de lysudsendende molekyler er vi ret langt fremme med. Inden der er gået et år, er jeg ret sikker på, at de første læger er i gang med at anvende vores metode til at måle ilt i celler”, siger Thomas Just Sørensen.

Tidligere forsøg for upræcise til at være anvendelige

Forskere har tidligere fremstillet molekyler, der udsender mere lys, jo mindre ilt der er til stede. Men de kan ikke bruges til at måle mængden af ilt i celler, fordi man ikke kan se, om et stort lyssignal skyldtes, at der var lidt ilt, eller at der var mange iltfølsomme molekyler. Thomas Just’s nye molekyle løser det problem, fordi det har en indbygget kontrolfunktion.

Opfinder kan ikke se sin opfindelse

Det nye iltfølsomme molekyle består af to forskellige sjældne jordarter, såkaldte Lanthanider. Den ene Lanthanid, europium, udsender et konstant rødt lys-signal, mens den anden, terbium, udsender et grønt lys, der bliver kraftigere jo mindre ilt der er til stede. De fleste læger vil altså med det blotte øje kunne se, om der er meget eller lidt ilt i en prøve, forklarer Thomas Just Sørensen.

”Man trækker helt enkelt mængden af rødt lys fra mængden af grønt, og så ser man helt præcist mængden af ilt. Desværre kan jeg ikke selv se mit system virke, for jeg er rød/grøn farveblind. Heldigvis er helt almindelige lysmikroskoper ret gode til at forvandle farveværdier til talværdier”, smiler opfinderen.

Ny iltmåler kan måle hidtil usynlige fænomener

Der findes allerede iltmålere i handlen, men de fungerer med en teknologi, som er dårlig til biologiske prøver, håbløs i et mikroskop og slet ikke kan vise hvor i en prøve ilten sidder. Fordi Sørensens molekyler fungerer med et simpelt farveskift, giver de et meget præcist mål for både mængde og placering af ilt i en vævsprøve. Samtidig benytter den mikroskopimetode Sørensen og Vosch har udviklet lys i det nærinfrarøde område, og det er uhyre velegnet til biologiske studier, fordi det kan trænge langt ind i vævet, forklarer Sørensen.

”Det her er ikke bare en metode, der er lidt bedre. Det er en metode der kan måle ting, man overhovedet ikke kan se i dag. For eksempel forskellen på iltkoncentration uden på en celle og inden i”, siger Thomas Just Sørensen.

Sørensen er særligt stolt over, at det er lykkedes at se lyssignalerne i det nærinfarøde område med et almindeligt lysmikroskop. Selv om han kalder det er lidt af en tilsnigelse at kalde det almindeligt.

”Det har godt nok en standard-detektor og den samme lyskilde som det mikroskop, der står på de fleste hospitaler, men min kollega Tom Vosch har optimeret så meget på mikroskopet, at alt fungerer med det yderste af sin ydeevne. Man sagde, at det ville være umuligt, men det fungerer”, slutter Thomas Just Sørensen.