Oulun yliopistossa kehitetään uudenlaista biosensoriteknologiaa, joka voi mullistaa sairauksien varhaisen diagnostiikan ja hoidon tulevaisuudessa. Professori Caglar Elbukenin johtama monitieteinen tutkimushanke, Uuden sukupolven molekyylisensorit, on saanut Jane ja Aatos Erkon säätiöltä lähes miljoonan euron rahoituksen kolmivuotiseen tutkimustyöhön.
Biosensorit ovat tärkeitä työkaluja terveydenhuollossa ja biotieteissä, sillä niiden avulla voidaan mitata elimistön biomolekyylejä, kuten proteiineja, hyvin tarkasti. Tämä on olennaista sairauksien varhaisessa tunnistamisessa sekä hoidon vaikutusten seurannassa.
Biosensoreita hyödynnetään lääketieteessä monipuolisesti, esimerkiksi diabeteksen hoidossa verensokerin seurannassa ja sydänsairauksien diagnostiikassa, jossa ne auttavat havaitsemaan sydänkohtaukseen viittaavia merkkiaineita. Biosensoreita kehitetään parhaillaan myös syövän varhaiseen tunnistamiseen.
Ultraherkät yksittäisiä molekyylejä havaitsevat biosensorit ovat intensiivisen tutkimuksen keskiössä, mutta niiden kehittämiseksi tarvitaan edelleen uusia teknologioita, joissa herkkyyttä ja näytemäärää voidaan mukauttaa sovelluksen mukaan ja yhdistää tiedon louhintaan.
Elbukenin johtaman tutkimuksen tavoitteena on kehittää molekyylisensoreita, jotka pystyvät tunnistamaan ja mittaamaan yksittäisiä biomolekyylejä solutasolla. Hyödyntämällä solujen luonnollisia viestintätapoja ja nanoantureita tutkijat pyrkivät luomaan sensoreita, jotka jäljittelevät keinotekoisia soluja.
Hankkeessa kehitetään myös uudenlaista Raman-spektroskopiaan perustuvaa anturitekniikkaa, joka mahdollistaa yksittäisten proteiinimolekyylien tunnistamisen hyvin pienistä näytetilavuuksista.
– Tutkimuksemme keskittyy yhteen biosensoreiden suurimmista haasteista: yksittäisten molekyylien havaitsemiseen. Kehitämme ultraherkkiä teknologioita, jotka mahdollistavat aiempaa huomattavasti tarkemman ja herkemmän analytiikan, kertoo Elbuken tiedotteessa.
– Kehittämämme teknologiat voivat asemoida Oulun yhdeksi maailman johtavista keskuksista biosensoriteknologian alalla. Tämän tutkimuksen vaikutukset voivat ulottua laajasti terveydenhuoltoon ja parantaa sairauksien diagnostiikkaa ja hoitoa globaalisti, hän jatkaa.
Elbukenilla on Oulussa yhteisprofessuuri, jota hän hoitaa Oulun yliopiston biokemian ja molekyylilääketieteen tiedekunnassa ja VTT:llä. Hän on myös Kvantum-instituutin johtava tutkija. Hänen tutkimuksensa keskittyy erityisesti mikro- ja nanojärjestelmiin, lab-on-a-chip-teknologioihin, biosensoreihin ja biolääketieteellisiin diagnostiikkatekniikoihin.
Tutkimusta toteutetaan Oulun yliopistossa viiden tutkimusryhmän voimin, joissa toimii yhteensä lähes 80 tutkijaa. Elbukenin lisäksi vastuullisina tutkijoina toimivat professorit Aki Manninen, Seppo Vainio ja Simo Saarakkala sekä apulaisprofessori Jian-An Huang.
Hanke yhdistää tutkimusryhmien osaamista biokemiassa, biofysiikassa, optisessa nanoteknologiassa, mikrofluidistiikassa ja solubiologiassa.