Uusien NMR-menetelmien biokemialliset sovellukset

Tässä fysiikan alan väitöskirjatutkimuksessa kehitettiin joukko uusia NMR-spektroskopian menetelmiä biokemiallisten systeemien tutkimusta varten. NMR-spektroskopia on tutkimusmenetelmä, jonka avulla voidaan tutkia molekyylien rakenteita, vuorovaikutuksia ja liikkeitä. Se sopii erinomaisesti biologisten näytteiden tutkimukseen, koska näytteitä voidaan tutkia fysiologisissa olosuhteissa, ja koska menetelmä perustuu radiotaajuisen säteilyn käyttöön, se ei siten myöskään vahingoita tutkittavaa kohdetta lainkaan. Sairaaloissa käytettävä lääketieteellinen magneettikuvaus on yksi NMR-spektroskopian tunnetuista sovelluksista.

Väitöskirjassa esitetyt NMR-menetelmät antavat uusia työkaluja biomateriaalien huokosrakenteen tutkimusta varten. Biomateriaalien huokosrakenteen tutkimus on tärkeää, koska se liittyy oleellisesti esimerkiksi kudosta rappeuttavien sairauksien, kuten nivelrikon, etenemiseen. Väitöskirjassa kehitettiin myös uusia aiempaa nopeampia relaksaatiokokeita, joiden avulla voidaan tutkia biomolekyylien dynaamisia prosesseja ja tunnistaa näytteen sisältämiä erilaisia molekyyliympäristöjä. Nopeat menetelmät ovat erittäin hyödyllisiä biologisten näytteiden tutkimuksessa, koska näytteet voivat muuttua tai pilaantua pitkän mittauksen aikana. Nopeat mittausmenetelmät mahdollistavat myös matalapitoisten aineiden signaalin tehostamisen hyperpolarisointitekniikoilla, mikä voi olla välttämätöntä esimerkiksi aineenvaihduntatuotteiden tutkimuksessa.