scalpel

Ny skalpell snuser seg frem til kreft

Duftmolekyler vil om få år føre kirurgens kniv slik at han kan fjerne kreftsvulster raskt og nøyaktig. Metoden er basert på massespektrometri, som kan skille friskt vev fra sykt vev ut fra damper som kniven utvikler på sin vei gjennom vevet.

7. november 2011

Om ikke så lenge kan kirurger bruke intelligente skalpeller som i likhet med veltrente blodhunder lukter seg frem til ondsinnede kreftsvulster og sikrer at hver eneste bit blir fjernet. I dag har kirurgen ingen direkte informasjon om hvor svulsten er. Og den kan være så vanskelig å skille fra friskt vev at han må stoppe midt i operasjonen og vente på en vevsanalyse eller fjerne en større bit enn det kanskje var nødvendig.

Men sammen med sine tyske og ungarske kolleger har kjemikeren Zoltán Takáts ved Justus-Liebig Universität i Giessen i Tyskland utviklet en smart skalpell som på under ett sekund kan skille forskjellige vevstyper fra hverandre ut fra vevets molekylære profil.

Skalpellen bygger på en svært utbredt kjemisk analysemetode kalt massespektrometri. Det er populært sagt en avansert molekylvekt som kan bestemme molekylenes identitet ut fra forholdet mellom lading og masse. Metoden brukes i flere sammenhenger, men har hittil vært forbeholdt forskere og ikke funnet veien til leger ved sykehusene.

”Vi vurderte om det kunne være noen steder der metoden kunne brukes. Deretter støtte vi på disse kirurgiske bruksmulighetene, der øyeblikkelig kjemisk informasjon vil være til uvurderlig hjelp for kirurgen,” forteller Zoltán Takáts.

Vekten avslører molekylene

Som student hos professor Graham Cooks ved Purdue University i USA var han med på å utvikle et transportabelt massespektrometer som kunne bistå tollere og post- og flyplassarbeidere med å ”lukte” seg frem til illegale stoffer i mistenkelige pakker.

I 2008 kom han tilbake til Tyskland og begynte sammen med sine kolleger å vurdere andre bruksmuligheter. Det gikk opp for dem at kirurgi var opplagt. Moderne kirurger bruker nemlig såkalte elektroskalpeller, som i motsetning til tradisjonelle kniver av stål bruker strøm som brenner vevet åpent. Dermed lukkes blodkarene, og blødningen begrenses.

Zoltán Takáts festet seg særlig ved at varmen under operasjonene er så sterk at det utvikles en damp eller røyk av brent vev. Med massespektrometri må molekylene nemlig være i gassform og elektrisk ladet før man kan måle dem.

Det blir de med elektroskalpellen, og fordi røyken vanligvis ledes bort gjennom et sug i taket, var det enkelt sagt bare å koble et massespektrometer på slangen og måle hvilke molekyler som finnes i vevet.

Forskerne bruker den såkalte REIMS-teknikken (Rapid Evaporation Ionization Mass Spectrometry), der varmen fra skalpellen ødelegger vevet så kjapt at de ladede partiklene i vevet går fra en fast fase til gassfase raskere enn ionene kan rekke å rekombinere.

”Ionene har grovt sagt ikke tid til å finne hverandre, og derfor dannes det ladede partikler,” sier Zoltán Takáts.

De ladede partiklene ledes inn i massespektrometeret, der de avbøyes i et magnetisk felt og ”veies” nøyaktig etter hvor mye de avbøyes – jo tyngre molekylet er, desto mindre avbøyes det.

Med den mest moderne formen for massespektrometri, kalt orbitrap, kan forskerne måle nesten 1000 forskjellige molekyler på én gang. I praksis måler de likevel bare på de rundt 200 forskjellige fettstoffene – lipider – som bygger opp cellemembranen.

Bakgrunn

Massespektrometri

Massespektrometri er en molekylvekt som kan veie molekyler og atomer ved å måle hvor mye de avbøyes i et elektrisk eller magnetisk felt.

Først omdannes molekylene til elektrisk ladede ioner og akselereres deretter gjennom ett eller flere elektriske eller magnetiske felter, der de avbøyes i forhold til hvor tunge de er. De tyngste avbøyes minst.

Tema

Les også

Kanskje du er interessert i...

FÅ ILLUSTRERT VITENSKAPS NYHETSBREV

Du får ditt gratis spesialtillegg, Vår Ekstreme Hjerne, til nedlasting straks du har meldt deg på nyhetsbrevet.

Fant du ikke det du lette etter? Søk her: