Tutkijat loivat tehokkaan varjoaineen kuorruttamalla kuplia proteiinilla

Bakteerit käyttävät pieniä vesikkelejä eli ohutseinäisiä kuplia kelluakseen vedessä. Kyseinen ilmiö on alkanut kiinnostaa tutkijoita viime vuosina, ja kuplamaisia rakenteita tutkitaan etenkin niiden lääketieteellisten sovellusten näkökulmasta. Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen tutkijat ovat professori Robin Rasin johdolla luoneet uudenlaisen varjoaineen esimerkiksi ultraäänitutkimusta varten. Tutkimus julkaistiin hiljattain Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä.

Materiaaleja luonnosta ja inspiraatiota biologiasta

Tutkijat loivat jättimäisiksi kaasuvesikkeleiksi kutsuttuja kuplia, jotka olivat halkaisijaltaan 10-100 mikrometriä pitkiä. Sitten he selvittivät kuplien mekaaniset ominaisuudet mikropipettiaspiraatioksi kutsutulla tekniikalla. Aspiraation yhdessä kuplien ympärille asetettiin hydrofobiini-nimisestä sienistä saatavasta proteiinista muodostettu ohut kerros.

“Tutkimalla kaasuvesikkelien mekaanisia ominaisuuksia ja kehittämällä oman mikropipettitekniikkamme pystyimme tekemään kuplista niin vahvoja, että ne kestävät samanlaista painetta kuin mitä löytyy ihmisen verenkierrosta. Näin olen kuplat voivat toimia esimerkiksi varjoaineena, ja tulevaisuudessa niitä voisi käyttää vaikkapa sydän- ja verenkierto-ongelmien tai maksaleesioiden diagnosoimiseen”, sanoo väitöskirjatutkija Hedar Al-Terke.

“Olemme jatkokehittäneet olemassa olevaa mikropipettitekniikan teoriaa huomattavasti tämän tutkimuksen myötä. Nyt sillä voi kuvata kuplien mekaanisia ominaisuuksia kokonaisvaltaisesti, kuten teimme näiden hydrofobiinilla kuorrutettujen kuplien kanssa”, sanoo akatemiatutkija Grégory Beaune.

Jättimäisten kaasuvesikkelien tutkimus on osa tutkimusryhmän kiinnostusta selvittää mikroskooppisen fysiikan lääketieteellisiä sovellutuksia.