Integroitujen Youngin interferometrisensoreiden häiriöiden siedon ja kertakäyttöisyyden parantaminen – kohti kannettavaa diagnostiikkaa

Väitöstyössä kehitettiin optisia antureita, integroituja Youngin interferometrejä, edulliseen kannettavaan diagnostiikkaan. Työssä kehitettiin menetelmä, joka vähentää mittausmenetelmän herkkyyttä mekaanisille häiriöille. Lisäksi osoitettiin, että kertakäyttöisiä anturiliuskoja voidaan toteuttaa käyttäen rullalta rullalle -menetelmällä massavalmistettuja optisia osia. Kannettavan lähi- ja kotidiagnostiikan tutkimuksen tavoitteena on mahdollistaa laboratorioanalyysien tekeminen luotettavasti, nopeasti ja edullisesti arkiympäristössä esimerkiksi lääkärin vastaanotolla tai kotona.

Työssä kehitettiin laskennallinen menetelmä ja anturiliuska, joiden avulla optisen mittausmenetelmän mekaanisten häiriöiden sieto paranee. Väitöstyössä osoitettiin, että kehitetty menetelmä toimii tehokkaasti ja mahdollistaa näytteiden mittaamisen mekaanisista häiriöistä huolimatta.

Mekaanisten häiriöiden sieto parantaa mittausmenetelmän toimintavarmuutta ja helpottaa sen hyödyntämistä edullisissa kannettavissa lukulaitteissa, joissa mittausta häiritsevien ulkoisten tekijöiden vaimentaminen on vaikeaa. Kehitettyä menetelmää voidaan hyödyntää helposti jo olemassa olevissa lukulaitteissa.

Työssä tutkitut kertakäyttöiset anturiliuskat toteutettiin käyttäen polymeerisiä valokanavia, jotka valmistettiin uudella jatkuvatoimisella rullalta rullalle -menetelmällä aiemmin käytettyjen vaiheittaisten menetelmien sijasta. Työssä tutkittiin kokeellisesti anturiliuskojen soveltuvuutta diagnostiikkaan ja osoitettiin niiden soveltuvan pienmolekyylien ja biomolekyylien sekä optista tiheyttä kuvaavan taitekertoimen mittauksiin.

Rullalta rullalle -valmistusmenetelmä soveltuu erittäin suurien tuotantomäärien tehokkaaseen valmistamiseen. Tämä puolestaan mahdollistaa kertakäyttöisten optisten anturiliuskojen hyödyntämisen tulevaisuudessa myös kustannuskriittisissä käyttökohteissa, kuten sairauksien hoidon kotiseurannassa, elintarviketurvallisuuden varmentamisessa sekä ympäristön tilan tarkkailussa.