Rullalta rullalle valmistettujen SERS-pintojen käyttö pienmolekyylien ja mikrobisolujen
määritykseen

Väitöksen tavoitteena oli tutkia kertakäyttöisten kuvioitujen pintojen ja kulta-nanopartikkeleiden käyttöä SERS-spektroskopialla ja kehittää helppokäyttöistä leimatonta mittausmenetelmää, jota voitaisiin tulevaisuudessa soveltaa ympäristön valvonnassa, lääketieteessä, elintarviketurvallisuudessa sekä turvallisuusalalla. Tutkimuksessa keskityttiin polymeeripohjaisten sensoripintojen käyttöön pienmolekyylien ja mikrobien havainnoinnissa. Kertakäyttöiset sensoripinnat valmistettiin rullalta rullalle -laitteistolla siirtämällä muotin kuviot polymeerin pinnalle UV-kovetettavalle lakalle. Tämä kuviointitekniikka soveltuu suurien sensorimäärien edulliseen tuottamiseen. Tutkimuksessa käytetty SERS mittausmenetelmä pohjautuu valon epäelastisen Raman -sironnan mittaukseen. Sironta vahvistetaan metallien vapaiden elektronien värähtelyllä ja menetelmällä voidaan saavuttaa jopa muutamien partikkeleiden mittausherkkyys.

Tutkimuksessa kuvioitu SERS -pinta yhdistettiin metallisten nanopartikkeleiden käyttöön ja näytteen konsentrointiin hydrofobisten materiaalien avulla. Yhdistelmällä mitattiin biomolekyylien ja mikrobien spektrejä näytteistä, joissa analyyttien määrä on alhainen. Tutkimuksessa SERS mittauksen bakteesisolujen määritysmenetelmän osoitusrajaksi (LOD) saatiin 10 000 pmy/ml. Lisäksi tutkimuksessa määritettiin spektrit kolmelle juomateollisuuden hiivakannalle: W. anomalus-, B. bruxellensis- ja R. mucilaginosa-kannalle. SERS mittauksella hiivat kyettiin erottamaan toisistaan.