Svenska forskare har utvecklat en banbrytande lasermetod som snabbt kan identifiera kemiska vapen och farliga bakterier direkt i fält – utan att behöva skicka proverna till laboratorium. Tekniken bygger på att kemikalier avger unika ljussignaler när de träffas av laserljus.

Hälsofarliga kemikalier kan förekomma överallt – som föroreningar i vattendrag, bekämpningsmedel i mat eller i form av syntetiska ämnen skapade för att skada, såsom narkotika och kemiska stridsmedel. För att skydda människor från dessa ämnen krävs snabba och säkra detektionsmetoder.

En ny avhandling från Umeå universitet visar hur laserteknologi kan lösa detta problem.

Rasmus Öberg, doktorand vid institutionen för fysik och Företagsforskarskolan vid Umeå universitet, har tillsammans med Totalförsvarets forskningsinstitut, FOI, utvecklat metoder som kan identifiera extremt små mängder av farliga kemikalier.

Annons:

Unikt "fingeravtryck" från varje kemikalie

Principen bygger på att olika molekyler reagerar olika när de exponeras för laserljus.

— 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 Öberg.

Metoderna kan användas i konfliktzoner eller vid miljöövervakning för att ge en snabb första bedömning av eventuella faror. Resultaten kan sedan följas upp med mer grundliga laboratorieanalyser vid behov.

— 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, fortsätter han.

Fungerar även mot bakterier

Avhandlingen visar också att liknande laserteknik kan användas för att spåra upp farliga bakterier och bakteriesporer. Detta har stor betydelse för livsmedelsindustrin och sjukvården, där multiresistenta bakterier utgör ett växande hot.

— 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, konstaterar doktoranden.

Forskarna hoppas nu på fortsatt utveckling av tekniken för användning i fler sammanhang där snabb och pålitlig analys är avgörande. På sikt kan metoderna stärka beredskap och säkerhet inom områden som miljö, försvar och hälsa.