Lasermetod kan upptäcka kemiska vapen och bakterier på sekunder

Hälsofarliga kemikalier kan dyka upp i många former. De kan vara föroreningar i vattendrag, bekämpningsmedel i vår mat eller syntetiska ämnen designade för att göra skada – som narkotika och kemiska vapen. För att minska risken att dessa ämnen hamnar i våra kroppar är det viktigt att kunna upptäcka dem snabbt och säkert.

En ny avhandling från Umeå universitet visar hur laserljus kan användas till just detta.

– Alla hälsofarliga kemikalier består av molekyler med specifika utseenden och egenskaper som gör dem farliga. När dessa kemikalier interagerar med ljus, till exempel från en laser, ger de ifrån sig ett ”fingeravtryck” – en ljussignal som är unik för just den kemikalien, säger Rasmus Öberg, doktorand vid Institutionen för fysik och Företagsforskarskolan vid Umeå universitet.

En första indikation i konfliktzoner

Rasmus Öberg har utvecklat mätmetoder som med hjälp av dessa fingeravtryck kan upptäcka mycket små mängder kemikalier. Metoderna kan till exempel användas i konfliktzoner eller vid miljöövervakning för att ge en första indikation på fara, som senare kan kompletteras med mer djupgående och tidskrävande undersökningar i laboratoriemiljö.

– Traditionella metoder för att upptäcka farliga kemikalier är ofta ganska klumpiga och svåra att använda utanför labbet. Med portabla instrument och ytor som förstärker ljussignalerna från kemikalierna kan vi ta de här metoderna ut i verkligheten. Samarbetet med FOI, som har stor erfarenhet av att arbeta med farliga ämnen, har varit ovärderligt i det här arbetet, säger han.

Detekterar bakteriesporer

Avhandlingen visar också att liknande metoder kan användas för att upptäcka farliga bakterier och bakteriesporer. Det är värdefullt bland annat inom livsmedelsindustrin, och på sjukhus där multiresistenta bakterier är ett stort problem.

– Biologiska ämnen är ofta mer komplicerade att detektera, men genom att isolera karaktäristiska kemikalier från dessa bakterier och bakteriesporer kan vi upptäcka även dem i relativt små mängder. Detta är ett spännande komplement till etablerade biologiska detektionsmetoder som bakterieodling och PCR, säger Rasmus Öberg.

Forskarna hoppas nu att tekniken ska kunna utvecklas vidare och användas i fler sammanhang där snabb och tillförlitlig analys är avgörande. På sikt kan metoderna bidra till att stärka både beredskap och säkerhet inom områden som miljö, försvar och hälsa.

Rasmus Öberg är född och uppvuxen i Umeå. Han har tidigare studerat Civilingenjörsprogrammet i teknisk fysik, varav en utbytestermin i Hong Kong. De senaste fem åren har han bedrivit forskarstudier i experimentell fysik via Företagsforskarskolan vid Umeå Universitet och FOI.

Om disputationen

Fredagen den 24 oktober försvarar Rasmus Öberg, Institutionen för Fysik vid Umeå Universitet, sin avhandling med titeln Lyset på mördaren: Detektion av skadliga kemiska och biologiska ämnen med hjälp av optisk spektroskopi. Disputationen äger rum kl. 13:00 i Aula Anatomica, Biologihuset. Fakultetsopponent är Prof. Fredrik Höök, Chalmers Tekniska Högskola.

Läs hela avhandlingen här 

Om Företagsforskarskolan

Företagsforskarskolan vid Umeå universitet bygger på samverkan mellan universitet, forskare och företag eller organisation och syftar till att förena nytta för både samhället och den externa parten samtidigt som en utbildning av nya högkvalitativa forskare sker. Doktoranden får också ett skräddarsytt akademiskt kurspaket. Forskarskolan är öppen för alla discipliner och doktoranden har sin anställning vid Umeå universitet.

Läs mer på Företagsforskarskolans hemsida