Teksti Marja Ollakka, kuva Saku Mattila
”Tohtorikoulutus oli yksi elämäni parhaimmista päätöksistä”, sanoo hiilidioksidin sitoutumista tutkinut Jere Mannisto.
Jere Mannisto, 34, havaitsi Helsingin yliopistossa tehdyssä väitöskirjassaan, että hiilidioksidin sitoutumista typpiyhdisteisiin voi lisätä merkittävästi. Hiilidioksidi (CO₂) on elintärkeä molekyyli biologisille järjestelmille, mutta sillä on tärkeä rooli myös nyky-yhteiskunnassa: typpiyhdisteiden ja superemästen yhdistelmiä on käytetty esimerkiksi hiilisieppareina. Historiallisesti hiilidioksidin on ajateltu olevan melko heikosti reagoiva molekyyli.
Mikä on väitöskirjasi merkittävin tulos?
Monet typpiyhdisteet sitovat hiilidioksidia, mutta jotkut sitovat enemmän kuin toiset. Ei ole ollut selvää, mikä selittää eron hiilidioksidin sitomisvahvuudessa. Erityisesti heikon sitoutumisen havaitseminen on katsottu olevan hyvin haastavaa.
Merkittävin tulokseni on, että guanidiinipohjaiset superemäkset pystyvät merkittävästi lisäämään hiilidioksidin sitoutumista typpiyhdisteisiin. Osoitin, että NMR-spektroskopia havaitsee luotettavasti myös heikon sitoutumisen, vastoin kirjallisuuden aikaisempaa käsitystä. Oleellista oli käyttää korkeaa näytekonsentraatiota ja pitkää mittausaikaa.
Yhteistyössä Tromssan yliopiston kanssa osoitimme, että useimmissa tapauksissa superemäkset ja typpiyhdisteet muodostavat aktivoituneen mutta varautumattoman parin, joka reagoi hiilidioksidin kanssa muodostaen orgaanisen suolan. Näytimme, että typpiyhdisteiden elektroniset ominaisuudet selittävät havaitun eron hiilidioksidin sitomisvahvuudessa.
”Oli tavattoman hienoa oppia paljon uutta tieteestä, työtavoista ja itsestäni.”
Miten tuloksiasi voi soveltaa?
Tutkimushankkeeni tavoitteen mukaisesti valmistimme hiilidioksidista lääkeainemolekyylejä soveltamalla superemäksiä katalyytteinä uusissa synteettisissä menetelmissä. Typpiyhdisteiden ja superemästen yhdistelmiä on käytetty myös hiilisieppareina.
Tulokseni viitoittavat tietä uusien hiilisieppareiden suunnitteluun. Superemäspohjainen syntetiikka mahdollistaa miedot reaktio-olosuhteet. Siksi pidän todennäköisenä, että tuloksiani voi soveltaa hiilidioksidin lisäksi myös muihin elektrofiileihin.
Mitä väitöksen tekeminen merkitsi sinulle?
Tohtorikoulutus oli elämäni yksi parhaimpia päätöksiä. Oli tavattoman hienoa oppia paljon uutta tieteestä, työtavoista ja itsestäni. Yksikään ihminen ei ole saari. Olenkin hyvin kiitollinen, että olen saanut tutustua niin moniin älykkäisiin ja intohimoisiin ihmisiin. Erityisen kiitollinen olen ohjaajalleni professori Timo Revolle ja yhteistyökumppanilleni professori Kathrin Hopmannille.
Mitä teet urallasi seuraavaksi?
Työskentelen orgaanikkona Canatu Oy:ssä, jossa kehitän hiilinanoputkien kemiallista muokkausta. Tavoitteenamme on parantaa johtavien kalvojen sähköisiä ja optisia ominaisuuksia pääasiassa autoteollisuuden tarpeisiin. Vaihtelemme systemaattisesti kandidaattimolekyylien steerisiä ja elektronisia ominaisuuksia, johon olen soveltanut oppeja lääkinnällisestä kemiasta.
Mikä toimii parhaiten työsi vastavoimana – miten tyhjennät pääsi tutkimuksesta?
Paras tapa palautua on viettää aikaa läheisten ja ystävien kanssa. Stressin saa parhaiten hälvenemään paiskomalla painoja salilla ja kuuntelemalla heviä.
Jere Manniston väitöskirja Guanidine-Mediated Carboxylations Of Nitrogen Compounds tarkistettiin 10.3.2023 Helsingin yliopistossa. Vastaväittäjänä toimi professori Arjan W. Kleij Institute of Chemical Research of Catalonia (ICIQ) -korkeakoulusta Espanjasta ja kustoksena professori Timo Repo Helsingin yliopistosta.
Lue lisää:
Jere Manniston sivu ORCID-tietokannassa (Open Researcher and Contributor ID)
