VTT Uutta | Uutiset 2002

24.6. VTT:n kehittämä nanopumpputeknologia nostaa vasta-aineiden sovellukset uudelle tasolle


Tieteellinen läpimurto johtaa merkittäviin biotekniikan sovelluksiin

VTT:n tutkimusprofessori Hans Söderlund ja tutkija Tarja Nevanen ovat kehittäneet Floridan yliopiston professori Charles Martinin työryhmän kanssa vasta-aineisiin perustuvan molekyylikalvon, joka pumppaa valikoiden seoksesta molekyylejä kalvon toiselle puolelle. Nanopumput toimivat samalla tavalla kuin elävien solujen proteiinikanavat. Suomessa menetelmää on käytetty ensimmäisenä lääketehdas Hormos Medical lääkeaineen puhdistamiseen. Vasta-aineita voidaan käyttää kuitenkin minkä tahansa pienmolekyyliyhdisteen puhdistamiseen.

VTT:n ja Floridan yliopiston kehittämä järjestelmä on ensimmäisiä nanobioteknologian sovelluksiin tähtääviä menetelmiä. Sen periaate julkaistiin 21.6.2002 arvovaltaisessa Science-tiedelehdessä.

Uudessa menetelmässä on lasertekniikalla tehty alumiinikalvoon alle millimetrin kymmenestuhannesosan kokoisia reikiä. Näihin huokosiin on kiinnitetty geeniteknologisesti valmistettuja, vasta-aineiden molekyylien tunnistuksesta vastaavia osia. Vasta-aineilla on ainutlaatuinen kyky erottaa toisistaan hyvin samanlaisiakin molekyylejä. Tässä sovelluksessa vasta-aineista on rakennettu kalvolle molekyylipumppuja, jotka toimivat vastaavalla periaatteella kuin elävien solujen kalvoilla olevat proteiinikanavat.

Vasta-aineet tunnistavat ja sitovat hetkellisesti kalvon ulkopuolella olevasta seoksesta halutut molekyylit ja vapauttavat ne sitten kalvon toiselle puolelle. Molekyylit siirtyvät kalvolla siihen suuntaan, jossa niiden pitoisuus on alhaisempi, joten järjestelmään ei tarvitse syöttää ulkoista energiaa.

Vasta-aineita voidaan valmistaa tunnistamaan miltei kaikkia pienmolekyylejä, esimerkiksi hormoneita, ympäristömyrkkyjä, antibiootteja, huumeita ja lääkeaineita. Vasta-aineiden monimuotoisuus tekee VTT:n ja Floridan yliopiston kehittämästä järjestelmästä hyvin monikäyttöisen. Ensimmäisenä sovelluksena on suomalaisessa lääkeyrityksessä, Hormos Medicalissa, kehitteillä lääkeaineen erilaisten ns. peilikuvamuotojen erottaminen toisistaan eli lääkeaineen puhdistaminen. Vaihtamalla vasta-aineosa toiseksi menetelmää voidaan käyttää minkä tahansa pienmolekyylin synteesituotteen puhdistamiseen.

Nanoteknologia on yksi kuumimmista tutkimuskohteista tällä hetkellä. Tekesin ja Suomen Akatemian rahoittamassa Nanoteknologian tutkimusohjelmassa (1997 – 1999) painopiste oli fysiikan näkökulmassa. Parhaillaan on meneillään nanokemian yhteishanke. EU:n kuudennen puiteohjelman yhtenä painopistealueena on nanoteknologia.

Lisätietoja: VTT Biotekniikka, Tutkimusprofessori Hans Söderlund, Puh. 050 552 7242, hans.soderlund@vtt.fi sekä Tutkija Tarja Nevanen, Puh. 020 722 5967, tarja.nevanen@vtt.fi

Hormos Medical, TutkimusjohtajaLauri Kangas, Puh. 040 310 8060 sekä
Toimitusjohtaja Risto Lammintausta, Puh. (02) 410 8010


Viite:
Lee et al 2002 Science 21.6.2002, Antibody-based bio/nanotube membranes for enantiomeric drug separation



nanopumppu.jpg (15950 bytes)

Kuvassa näkyy alumiinikalvopalanen suurennettuna. Kuvan kanavan halkaisija on 30 nm (nanometriä) eli 30 miljoonasosamillimetriä. Kanavassa olevat pallot, vasta-ainemolekyylit, sitovat peilikuvamolekyyleistä toisen ja siirtävät ne kalvon toiselle puolelle.


Uutta | Uutiset 2002

VTT