Kemometri
LIFEs elitemiljø inden for kemometri
Kemometri. Læg godt mærke til navnet, for det er en forskningsgren, der lige nu stormer frem med syvmileskridt. På LIFE - Det Biovidenskabelige Fakultet har man derfor samlet et elitemiljø af forskere, som uden sammenligning regnes for verdens bedste.
Forskere og studerende fra alle verdenshjørner besøger LIFE for at blive opdateret på de sidste nye landvindinger, og efterspørgselen på LIFEs forskere som foredragsholdere på forskellige universiteter verden over er stadigt stigende.
I LIFEs elitemiljø inden for kemometri arbejder mere end 20 forskere, som primært beskæftiger sig med forbedring af fødevarekvalitet samt fødevare- og medicinproduktion.
Men forskergruppen arbejder også hårdt for at kunne diagnosticere kræft langt tidligere end det er muligt i dag samt øge forståelsen af de komplekse sammenhænge, der gør sig gældende i udviklingen af sukkersyge og fedme.
Vi har stillet professor og tovholder Rasmus Bro syv skarpe spørgsmål til elitemiljøet:
• Hvor er forskningen inden for kemometri på vej hen som felt i disse år?
• Hvordan bidrager LIFE på verdensplan til forskningen inden for kemometri?
• Hvilke perspektivrige forskningsprojekter vil du ellers fremhæve?
• Hvis I får den succes I håber på i elitemiljøet over de næste år, hvad vil I så opnå?
• Hvordan vil LIFE-studerende få gavn af at vi har dette elitemiljø?
• Hvilke overvejelser gør I jer ift. at samarbejde med dem i vores omverden, virksomheder, myndigheder eller andre, som kunne have en særlig interesse i netop dette elitemiljø?
• Hvis man gerne løbende vil følge med i de resultater I skaber i elitemiljøet, er der så andre steder end LIFEscienceUPDATE, hvor man kan gøre det?
• Hvem står bag?
Professor Rasmus Bro svarer:
Det er nok vigtigt allerførst at forklare, hvad kemometri egentlig er, så folk ved, hvad vi taler om. Kemometri er en bred videnskabelig disciplin, der uddrager og visualiserer information fra komplicerede kemiske data.
Avancerede målinger
Kemometri er ofte baseret på avancerede målinger. For eksempel af spektroskopiske data, meget ofte målt direkte på f.eks. en bøf eller lignende. Resultatet af sådanne målinger er tusindvis af tal, der reflekterer den komplicerede kemiske og fysiske tilstand af prøven – et såkaldt fingeraftryk.
Tallene giver mange nye informationer
I sig selv giver disse tal ikke meget mening, men de matematiske modeller som kemometrien anvender kan omdanne tallene til meningsfyldte parametre såsom koncentrationen af et stof, mørheden af kødet, risikoen for at få cancer, forbrugerens præference osv.
Det eksplorative element
Det betyder at man med én måling pludselig kan få mange informationer og at man kan få mere relevante informationer end med traditionelle metoder. Det betyder også, at man kan få ny viden om en problemstilling frem for udelukkende at basere sig på hypoteser postuleret på forhånd. Det er det meget væsentlige eksplorative eller udforskende aspekt i kemometrien.
Kemometrien er således essentiel i produktion (f.eks. fødevare, farmaci, olie), i kliniske og ernæringsrelaterede studier, i molekylmodellering inden for udvikling af medicin eller fødevarer og på en række andre områder.
På LIFE er det primært inden for fødevarekvalitet og metabolomics (komplekse biologiske sammenhænge) at kemometrien bliver brugt. F.eks. bruger vi kemometri til at bestemme funktionelle egenskaber af pektin eller til at optimere produktionen af chokolade.
Der er dog også mange andre områder som drager nytte af statistiske og matematiske værktøjer. F.eks. så arbejdes der med kemometri for at forstå komplicerede sammenhænge i udvikling af diabetes, fedme og lignende livsstilsrelaterede sygdomme. Kemometrien bruges også til at optimere produktionen af medicin eller til at forstå kompleksiteten i forurenet jord.
LIFE er førende inden for en række vigtige områder, såsom alignment og tensor eller multi-vejs analyse. Det er svære begreber, men teknikkerne er kritiske i f.eks. metabonomics, hvor man måler et metabolisk fingeraftryk (100 eller 1000vis af metabolitter i f.eks. urin) og søger at relatere alle disse målinger til f.eks. kostindtag eller sygdom.
Alignment anvendes til at justere kromatografiske data sådan at målinger taget på forskellige prøver kan sammenlignes. Tensor-modeller er metoder, der er i stand til at lave kromatografisk separation af målinger matematisk. Det vil sige, at man kan adskille blandinger rent matematisk og få ny værdifuld viden.
Disse områder er blot nogle få områder, hvor LIFE har været drivende og medvirkende til at tegne forskningen internationalt.
Verdens første uddannelse i PAT
Det skal også nævnes, at da vi søsatte en uddannelse i proces-analytisk teknologi (PAT) var vi de første i verden til at gøre dette og initiativet blev støttet af såvel de amerikanske sundhedsmyndigheder (FDA) og de fleste større medicinalvirksomheder.
Proces-analytisk teknologi er et nyt begreb som dækker over metoder, der har været anvendt i stigende grad gennem de sidste årtier. I bund og grund beskæftiger PAT-uddannelsen sig med nye metoder såsom kemometri og spektroskopi.
Når disse bringes i anvendelse i produktionsøjemed, får man nye muligheder for at styre og optimere processer på et rationelt grundlag.
Et 100% rationelt bedømmelsesgrundlag
Mange processer styres ud fra erfaring og tommelfingerfornemmelser og på baggrund af det forhåndenværendes søms princip. Ved hjælp af PAT kan man forstå og kontrollere processer langt mere effektivt og rationelt.
Dermed kan man automatisere, optimere processer og også håndtere processer, når de erfarne operatører ikke er til stede. Novozymes har f.eks. tidligere implementeret sådanne metoder for med det samme og uden besværlige laboratorieanalyser at kunne fastslå om produktionen af enzym kørte som den skulle.
I øjeblikket har vi blandt andet et stort projekt omkring cancer diagnostik, som er finansieret af Villum Fonden. Vi forsøger at anvende helt nye måleprincipper på blodprøver og avancerede matematiske modeller til at kunne sige rettidigt om en patient er ved at udvikle kræft.
Et andet interessant projekt er QbD (Quality by Design) hvor vi sammen med blandt andet Novo Nordisk, Arla, Lundbeck, CMC Biologics og Carometec forsøger at udvikle bedre metoder til at producere f.eks. insulin og ost af høj og ensartet kvalitet.
Vi har sat os mange specifikke mål for fremtiden, men helt lokalt kan man sige, at kemometri og den multivariate analyse skal være kendt og populær på det meste af LIFE. Når det er tilfældet har vi fået den impact, som vi håber på.
Det er jo ikke alle, der vil have glæde af vores metoder, men vi mener at der er mange, mange flere, der ville have glæde af og lyst til at samarbejde med os, hvis de vidste mere om hvad vi kan tilbyde. Vi tror at der kunne opstå synergi og helt nye forskningsområder inden for f.eks. diagnostik, patologi og miljøovervågning.
LIFE studerende har glæde af miljøet på mange måder. Igennem de sidste godt ti år har vores ikke-obligatoriske kemometri grundkursus været fulgt af langt de fleste fødevarestuderende. De vælger faget, fordi det er relevant og brugbart under og efter studiet.
Gæster, studerende og samarbejdspartnere fra hele verden
De studerende har også glæde af vores miljø, når de arbejder hos os med specialer og lignende.
Vi har ofte besøg af inspirende gæster og samarbejdspartnere fra det meste afverden. Senest har vi haft en studerende i Sydafrika for at blive klogere på vin og en anden i London for at se på medicinalprodukter.
Vi er en del af et enormt internationalt netværk med både virksomheder og myndigheder. Vi har forskningsprojekter, erhvervs phd’ere samt et industrikonsortium ved navn Odin med en række danske industrier. Her underviser vi industrien i de nyeste metoder og sammen finder vi nye områder, hvor forskning er påkrævet.
Udvikler forskningsambitioner med industrien
Derudover har vi efteruddannelses¬kurser. Kort sagt, så er industri og myndigheder helt og aldeles integrerede i elitemiljøets arbejde.
Vi udvikler i høj grad vores forskningsambitioner i kommunikation med industrien, og på den måde sikrer vi, at vores arbejde har relevans for industrien.
Vores hjemmeside www.models.life.ku.dk har 5000-10.000 unikke besøgende hver måned. Den giver faglig information om kemometri og relaterede emner.
Katherina Ludvigsen, - siden er sidst opdateret d.10. august 2011