Från polaris till barnmedicin
Analytisk kemi är vetenskapen om hur egenskaper hos, och halter av, kemiska ämnen bestäms. Katarina Abrahamssons område är organisk analytisk kemi, vilket innebär att organiska ämnen bestäms med tekniker såsom gas- och vätskekromatografi, masspektrometri och Ramanspektroskopi. Forskningen hon bedriver är framförallt inriktad på miljö- och bioanalys.
Kemisk avbildning av en vit blodkropp. Mikroskopbilden används för att veta var man skall mäta. Den undre bilden representerar mängden av ett ämne och dess fördelning i cellen. I varje mätpunkt erhålls ett Ramanspektrum liknande det till höger, vilket används för att identifera ämnet.
Den ena inriktningen som är kopplad till klimatfrågor har lett Katarina till sju polarexpeditioner sedan 1989, där hon studerat ozonnedbrytande ämnen naturligt producerade av alger. Dessa ämnen är kemiskt lika freoner och bryter på samma sätt ned ozonlagret i stratosfären. Arbetet innebär bestämning av dessa så kallade halokarboner i låga halter i havsvatten, luft, snö och is. Frågorna som behöver besvaras är hur stor källa havets alger är till halterna av halokarboner i atmosfären, vilka alger som producerar dessa, och inte minst hur det går till när algerna skapar dessa gaser.
– Vi vet en hel del om de större algernas produktion av dessa växthusgaser, men för att kunna göra globala uppskattningar måste vi även undersöka de mikroskopiska algerna, fytoplankton. Att mäta hur mycket dessa producerar är mycket svårare och ställer stora krav på de analytiska metoder vi använder.
Titt in i cellerna
Mätningarna görs ofta ombord på fartyg där prover insamlas antingen från vattnet eller från isen. Halterna av halokarboner mäts sedan i de olika proverna och alger insamlas för att ombord bestämma produktionshastigheter av ämnen.
För att förstå vad som styr algernas produktion och hur det går till räcker det inte att enbart mäta halter utan nya metoder måste utvecklas för att studera mekanismer inne i cellerna. Det har Katarina gjort och det är en spännande värld som får plats i en cell. Vid fotosyntesen hos algerna i havet bildas ett ämne som är mycket giftigt för algerna och dess celler, superoxidradikaler. För att undvika det gör algerna om det till väteperoxid, som tyvärr också är giftigt för dem. Därför måste de göra sig av med även väteperoxiden, och det gör de genom att bilda halokarboner, ett samlingsnamn för de organiska ämnen som bildas vilka innehåller, klor, brom och jod.
Barn och leukemi
För några år sedan började Katarina med ett nytt forskningsprojekt tillsammans med Drottning Silvias Barnsjukhus i Göteborg och AstraZeneca. Även i det projektet handlar det om celler, människans celler, och hur dessa hos barn med leukemi tar upp medicin.
Idag får barn med leukemi en medicindos baserad på hur mycket de väger. Vi är olika i vårt sätt att ta upp medicin, vilket gör att samma dos kan vara för mycket för ett barn, medan det är för lite för ett annat. Om man på ett enkelt sätt kan mäta hur mycket av medicinen som tas upp av cellerna kan man anpassa dosen så att den passar för varje individ. Det är också viktigt, för ger man för lite medicin kan cancerceller bli resistenta, och ger man för mycket kan bi-verkningarna bli svåra. I fyra år har Katarina och hennes medarbetare hållit på att utveckla en metod som mäter cellgifter både i friska och i sjuka celler. Genom att kombinera metodiken med kliniskt använda metoder för att mäta effekten av en behandling skulle man i princip kunna anpassa behandlingen för varje barn. Projektet har hittills handlat om att hitta tillförlitliga metoder för att identifiera och mäta främmande ämnen i cellerna. Nästa steg är att mäta upptag av specifika cellgifter.
Intervju gjordes av Peter Holst 2004
- Jag är förälskad i havet! Det är helt fantastiskt, helst skulle jag bo så jag fick se det varje dag. Och det får jag när jag åker på polarexpeditioner.
Leukemi hos barn
Idag drabbas trehundra barn i Sverige av cancer, varav en tredjedel insjuknar i leukemi. Med dagens moderna behandlingstekniker kan närmare 75 procent av dessa botas.
Inom analytisk kemi lär man sig utveckla och tillämpa analysmetoder. Kunskap om metoderna i sig är en viktig del, men också tolkningen av analysresultat. Principerna är generella och användbara inom all teknik och naturvetenskap. Behovet av bra metoder blir allt större, till exempel uppmärksammas låga halter av ämnen alltmer inom miljöforskning. Andra viktiga tillämpningar finns inom livsmedelsindustrin, sjukvården och som verktyg för annan forskning.
Masspektrometri: En teknik där man utnyttjar skillnader i förhållandet massa till laddning för att separera joner i gasfas under mycket låga tryck. Den information som erhålls kan användas för att identifiera ett specifikt ämne eller att bestämma en halt av ett ämne i ett prov.
Kromatografi: En teknik som möjliggör separation av organiska ämnen i komplicerade blandningar. Vid separation med kromatografi utnyttjar man det faktum att olika ämnen har olika kemiska egenskaper och därför uppehåller sig olika länge i en fast fas (stationärfas). Som rörlig fas (mobilfas) används bland annat gas eller vätska.
Ramanspektroskopi: En teknik där man mäter spridning av det ljus man bestrålar ett prov med. Vanligtvis används lasrar för att belysa provet och man registrerar det spridda ljuset i ett spektrum. Det spektrum som genereras kan användas för att identifiera ett ämne eller att bestämma en halt av ämnen i ett prov. Ramaneffekten påvisades av C.V. Raman 1928 och han erhöll Nobelpris för denna upptäckt 1930.