Nitroksyyliradikaalit ovat stabiileja, paramagneettisia yhdisteitä. Nämä ominaisuudet luovat erinomaiset lähtökohdat niiden tutkimiseksi mahdollisina kontrastiaineina magneettikuvantamisessa (MRI), joka on yksi yleisimmistä lääketieteellisistä kuvantamismenetelmistä. Nitroksyyliradikaalit voisivat olla lisänä nykyisin käytössä oleville gadolinium-pohjaisille kontrastiaineille. Gadolinium on muiden siirtymämetallien tapaan ihmiskehoon vapautuessaan myrkyllistä, vaikkakin sen vapautuminen kompleksisesta muodostaan on epätodennäköistä.
Tässä tutkielmassa esitellään nitroksyyliradikaalien ominaisuuksia ja erityisesti niiden stabiiliuteen vaikuttavia seikkoja. Nitroksyyliradikaalit eroavat monella tapaa reaktiivisista radikaaliyhdisteistä niin fysikaalisilta ominaisuuksiltaan kuin biologisilta vaikutuksiltaankin. Ne voivat toimia muun muassa antioksidantteina, SOD-jäljittelijöinä (superoksididismutaasi) ja säteilysuoja-aineina. Tutkielmassa käsitellään myös nitroksyyliradikaalien valmistusta ja yleisimpiä käyttökohteita syntetiikassa. Lisäksi tutkielmassa tulevat ilmi niiden sovellukset spin-leimauksessa, pH-indikaattoreina ja elektroninsiirtoreaktioiden tutkimuksessa.
Yksi tärkeimmistä menetelmistä radikaalien tutkimuksessa on elektronin paramagneettinen resonanssispektroskopia (EPR). Menetelmällä voidaan tutkia radikaalien rakenteita ja arvioida niiden stabiiliutta esimerkiksi mittaamalla niiden pelkistymisreaktioiden kinetiikkaa. Tutkielman loppupuolella keskitytään esittelemään edellä mainittujen spektroskopisten menetelmien teoriaa ja nitroksyyliradikaalien käyttöä kyseisiin menetelmiin pohjautuvissa sovelluksissa.
Tutkielman kokeellinen osio koostuu nitroksyyliradikaalipohjaisen kontrastiaineen TEEPO-Glc:n (2,2,6,6-tetraetyylipiperidiini-1-oksyyli-β-D-glukopyranosidi) valmistuksesta ja alustavista in vitro NMR-kokeista. Alustavien tutkimusten perusteella kyseinen yhdiste on erittäin stabiili ja lyhentää merkittävästi veden T1- ja T2-relaksaatioaikoja. Ominaisuuksiensa vuoksi yhdiste on potentiaalinen MRI-kontrastiaine ja sen tutkimuksia tullaan jatkamaan magneettikuvauslaitteella.
