Att använda gadolinium (kontrastmedel som används i MRT-skanningar) kan revolutionera tillämpningen av kärnmagnetisk resonansspektroskopi som ett verktyg för mer omfattande och användbar analys av urinprover. Kredit:Colourbox
Människourin innehåller hundratals små molekyler som berättar om vår hälsa, kost och välmående. Docent Frans Mulder, i samarbete med universitetet i Florens, har varit framgångsrika i att utveckla en ny metod för att analysera komponenterna i ett urinprov. Med denna metod, analysen blir både billigare och mer korrekt.
Det nya tillvägagångssättet är lätt att använda av andra laboratorier, och ett viktigt steg för en bredare analys av såväl folkhälsa som personlig medicin. Forskningen kommer att publiceras i en artikel i den hyllade tidskriften, Angewandte Chemie , som har bedömt resultaten som "mycket viktiga".
Gammal teknik med ny ingrediens
I metoden Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spektroskopi används, vilket är ett väletablerat och ovärderligt analysverktyg som kan användas för att identifiera och kvantifiera småmolekylära föreningar. Bland andra, förekomsten och nivån av föreningarna, metaboliter, som kan hittas i mänskligt blod och urin, kan berätta om din hälsa. Dock, hur NMR-data för närvarande registreras är ganska långsamt och, i vissa fall, också olämplig för att få korrekta kvantiteter.
Andra forskare har tidigare undersökt om det finns kemiska föreningar (adjuvans) som skulle kunna påskynda analysen. Tills nu, det har inte varit möjligt att hitta ett adjuvans som inte stör signalen, och därmed orsaka att mängden metaboliter som du mäter är felaktiga.
Frans Mulder är den första som har identifierat ett lämpligt adjuvans som kan återställa NMR-teknikens medfödda kvantitativa natur exakt, och samtidigt göra det möjligt att förkorta tiden det tar att registrera data.
Ett proton-NMR-spektrum. Signaler beror på olika metaboliter, med sina toppintegraler lika med deras mängd. Längs y-axeln T1 återhämtningstidskonstanten för varje topp i frånvaro (röd) och närvaro (blå) av adjuvans. Detta betyder att den lägre T1, desto snabbare inspelning. (Grafik av Frans Mulder, Århus universitet.) Kredit:Frans Mulder, Interdisciplinary Nanoscience Center (iNANO) och Institutionen för kemi, Århus universitet.
Kontrastmedel som adjuvans
I sitt sökande efter denna adjuvans, Frans Mulder sökte efter så kallade paramagnetiska molekyler. Litteraturen ledde honom till komplex av grundämnet gadolinium (Gd), som är en beståndsdel i ett kontrastmedel som används på sjukhus för MR-undersökningar. I den nya forskningen, kontrastmedlet tillsätts urinprovet och inte patienten som ska undersökas.
"Vi mätte mängden små metaboliter i både enkla vätskor, samt i urinprover från friska försökspersoner. Användningen av dessa så kallade 'kontrastmedel' i analysen av urinproverna resulterade i att mätningarna var kvantifierbara. Eftersom det nya tillvägagångssättet är både mångsidigt och billigt, forskare i andra laboratorier kan enkelt tillämpa det, vilket leder till mer effektiva analyser av urinprover både inom befolkningsepidemiologi och inom personlig medicin, säger docent Frans Mulder.
Frans Mulders forskning möjliggjordes genom en sabbatsvistelse vid en av de bästa europeiska NMR-forskningsinfrastrukturerna. Med stöd från institutionen och ekonomiskt stöd från Aarhus Universitets forskningsfond, det blev möjligt att gå i en ny forskningsriktning och uppnå ett utmärkt resultat.
