Väitös: Punaiseen valoon reagoivat molekyylit ovat avain uuden sukupolven lääkkeisiin ja materiaaleihin
24.8.2023 09:00:00 EEST | Tampereen yliopisto | Tiedote
Valoon ja muihin ulkoisiin ärsykkeisiin reagoivat molekyylit mullistavat lääketieteen ja materiaalikehityksen, uskoo Kim Kuntze, joka on tutkinut väitöskirjassaan niin kutsuttuja valokytkimiä.
– Muovinpalaa ja elävää kudosta vertaamalla käy nopeasti selväksi, kuinka kaukana olemme kemian kaikkien mahdollisuuksien hyödyntämisestä, Kuntze kertoo.
Kuntze uskoo, että tulevaisuuden materiaalit vuorovaikuttavat ympäristönsä kanssa. Tämä on mahdollista vain sisällyttämällä materiaaleihin pieniä, nanometrin kokoisia komponentteja: kytkimiä, moottoreita ja lopulta koneita.
Valokytkimet ovat molekyylejä, jotka muuttavat muotoaan altistuessaan tietyn väriselle valolle. Kun niitä liitetään isompaan molekyylirakenteeseen, saadaan aikaan esimerkiksi valolla ohjattavia pehmytrobotteja ja lääkeaineita. Lupaavien sovelluskohteiden kirjo kasvaa jatkuvasti.
Valoherkkien yhdisteiden ja materiaalien voittokulussa on vain yksi este: useimmat valokytkinyhdisteet hyödyntävät ultraviolettivaloa, joka on vahingollista erityisesti eläville soluille. Jotta valokytkinten koko potentiaali voidaan hyödyntää, tarvitaan harmittomalla näkyvällä valolla toimivia yhdisteitä. Kaikkein matalaenergisin infrapunavalo olisi ihanteellinen ärsyke biologian alalla käytettäville kytkimille.
Väitöskirjassaan Kuntze tutki kolmea keinoa aktivoida valokytkimiä punaisella valolla: tunnetun valokytkimen operointivärin siirtämistä ultravioletilta punaiselle molekyylirakennetta muokkaamalla; uusien, valmiiksi punaista valoa absorboivien rakenteiden hyödyntämistä; ja epäsuoraa valokytkentää punavalolla aktivoitavia katalyyttejä hyödyntäen. Hän osoitti kaikkien strategioiden toimivan sekä kytkinten että molekyylimoottorien suunnittelussa.
– Kullakin strategialla on etunsa ja haasteensa tehokkaan, nopean ja kestävän valokytkennän toteuttamiseksi. Tästä johtuen yksi ihanteellinen valokytkinmalli ei voi saavuttaa kaikkia eri sovelluksille asetettuja tavoitteita, vaan tulevaisuuden haaste on löytää kuhunkin käyttöön paras ratkaisu. Kuntze kiteyttää.
Kim Kuntze kirjoitti ylioppilaaksi Turun suomalaisen yhteiskoulun lukiosta keväällä 2013. Kemian diplomi-insinööriksi hän valmistui maaliskuussa 2019 Tampereen yliopistosta. Tämän jälkeen hän aloitti väitöskirjatutkimuksensa professori Arri Priimägin Smart Photonic Materials -tutkimusryhmässä. Osan tutkimuksesta Kuntze teki kemian nobelistin Ben L. Feringan alaisuudessa Groningenin yliopistossa Alankomaissa.
Tutkimuksen ohessa Kuntze on kehittänyt orgaanisen kemian opetusta ja edistänyt lintuihin liittyvää kansalaistiedettä.
Väitöstilaisuus perjantaina 1.9.2023
Diplomi-insinööri Kim Kuntzen kemian alaan kuuluva väitöskirja Strategies for Red-Light Photoswitching tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 1.9.2023 kello 13 Hervannan kampuksella Konetalon salissa K1702 (Korkeakoulunkatu 6, Tampere). Vastaväittäjänä toimii dosentti Zbigniew Pianowski Karlsruhen teknillisestä yliopistosta. Kustoksena toimii professori Arri Priimägi tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Kim Kuntze
kim.kuntze@tuni.fi
050 343 2181
Kuvat
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä noin 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto
Uusi livetiede-esitys kansantajuistaa tutkimusta ja nostaa digitalisaatiopolitiikan syrjinnän esiin24.2.2026 10:28:24 EET | Tiedote
Hyvinvointivaltio on muuttunut algoritmien varassa toimivaksi itsepalveluyhteiskunnaksi, selviää Tampereen yliopiston tuoreesta tutkimuksesta. Tutkimushanke kansantajuistaa tutkimustuloksia keväällä 2026 livetiede-esityksessä, joka hyödyntää dokumenttiteatteria.
Lasten hengenahdistuksen lääkehoidossa käytettävien lisälaitteiden tehoissa on suuria eroja24.2.2026 08:50:00 EET | Tiedote
Soten säästöpaineissa pienetkin toimivat ratkaisut kannattaa huomioida arjessa. Juuri julkaistu tutkimus osoitti, että lisälaitteissa, joita käytetään lasten akuutin hengenahdistuksen lääkeannostelussa, on suuria eroja. Kun päivystyshoidossa tehdään oikea laitevalinta, voidaan vähentää kalliita sairaalahoitoja. Tutkimustulokset ovat suoraan sovellettavissa päivystysten kliiniseen työhön.
Luottamus tekoälyn kehittäjiin rakentuu myönteisistä kokemuksista17.2.2026 10:14:32 EET | Tiedote
Tekoälyn sulautuessa osaksi arkea ja julkisia instituutioita kasvaa tarve pohtia luottamusta tekoälyä kehittäviin yrityksiin. Tampereen yliopiston tutkijoiden johtama kansainvälinen tutkimus osoittaa, että ihmisten luottamus tekoälyjärjestelmiin ja niitä kehittäviin suuryrityksiin ei synny ensi sijassa teknologian tehokkuudesta. Luottamus pohjaa pikemmin yhteenkuuluvuuden tunteeseen ja myönteiseen vuorovaikutukseen teknologian kanssa.
Lyhytjänteinen ja autokeskeinen liikennepolitiikka jarruttaa suomalaiskaupunkien kehitystä10.2.2026 14:12:43 EET | Tiedote
Tempoileva ja autokeskeinen liikennepolitiikka estää pyöräliikenteen kehittämistä Suomessa. Tampereen yliopiston FinnCycle-tutkimuksen mukaan suomalaista päätöksentekoa ohjaavat yhä autoliikenteen sujuvuus ja vaalikausittain vaihtuvat strategiat. Toisin on pyöräilyn eurooppalaisissa mallimaissa, joissa kaupunkien liikennettä kehitetään pitkäjänteisesti yli vaalikausien.
Pitäisikö robotteja kouluttaa kuin lapsia?6.2.2026 11:10:26 EET | Tiedote
Tuoreessa väitöstutkimuksessaan Quentin Houbre tarkastelee, kuinka robotit voivat tunnistaa ja oppia uusia taitoja itsenäisesti mallintamalla ihmisen kognitiivisia toimintoja, erityisesti uteliaisuutta. Houbre sai inspiraation työhönsä lasten tavasta oppia. Tutkimus osoittaa, että kun havainnointiin, tarkkaavaisuuteen, muistamiseen ja oppimiseen liittyvät kognitiiviset mekanismit integroidaan robottijärjestelmiin, robotit kykenevät laajentamaan osaamistaan jatkuvasti.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme