Aikaerotteisesti fluoresenssia mittaavan reaaliaikaisen PCR-laitteen kehitys

Kvantitatiivinen reaaliaikainen polymeraasiketjureaktio (engl. polymerase chain reaction, PCR) on osoittautunut käyttäjäystävällisimmäksi menetelmäksi nukleiinihapposekvenssien kvantitoimisessa. Tätä menetelmää voidaan herkistää pienempien DNA-pitoisuuksien havaitsemiseen käyttämällä hyväksi aikaerotteista fluorometriaa (engl. time-resolved fluorometry, TRF) ja luminoivia lantanidileimoja, joiden fluoresenssin pitkän eliniän ansiosta emission mittaus voidaan suorittaa vasta hetki virittävän valopulssin jälkeen, jolloin lyhytikäinen taustasäteily ehtii sammua. Tuloksena saadaan korkea signaali-taustasuhde. Tämän diplomityön tarkoituksena oli rakentaa TRF:än pystyvä reaaliaikainen PCR-laite, sillä tällaista laitetta ei ole markkinoilla tarjolla. Laite rakennettiin kehittämällä lämpökierrätin ja yhdistämällä se valmiiseen TRF:än kykenevään mittapäähän. Mittapään ja lämpökierrättimen hallitsemiseksi kehitettiin myös tietokoneohjelma. Valon tuottamiseksi ja mittaamiseksi haluttiin käyttää edullisia komponentteja, joten työssä käytettiin valmiin mittapään optiikkaa, jossa viritys tapahtuu hohtodiodilla (engl. light-emitting diode, LED) ja lantanidileiman emission mittaus fotodiodilla (engl. photodiode, PD) tai valomonistinputkella (engl. photomultiplier tube, PMT). Myös mittapään suorituskykyä tutkittiin. Työtä varten kehitettiin lämpökierrätin, joka koostui Peltier-elementillä lämmitettävästä PCR-putkitelineestä ja lämpökannesta. Mittalaitteen suorituskyvyn tutkimiseen käytettiin kelaattikomplementaatioon perustuvaa PCR-tuotteen havaitsemismenetelmää. Kelaattikomplementaatio perustuu kahteen erilliseen oligonukleotidimolekyyliin, joista toiseen on sidottu lantanidi-ioni ja toiseen valoa absorboiva ligandirakenne, jotka yhdessä muodostavat fluoresoivan kokonaisuuden. Kehitetyn lämpökierrättimen todettiin olevan tarpeeksi tarkka sekä tehokas ja sen lämmitys- ja jäähdytysnopeuden maksimeiksi saatiin 2,6 °C/sekunti. Detektorina käytetyn PD:n ei todettu olevan tarpeeksi herkkä emission havainnoimiseksi ja se korvattiin laitteessa PMT:llä. Käytetyllä PCR-määrityksellä kynnyssykleiksi (engl. threshold cycle, Ct) sekä kehitetylle että referenssilaitteelle saatiin 28,4 käyttämällä samaa 100 000 kopion DNA:n aloitusmäärää. Työssä osoitettiin, että on mahdollista kehittää edullisia komponentteja käyttävä, TRF:än pystyvä, reaaliaikainen PCR-laite, joka kykenee vastaavaan Ct-arvoon kuin vertailulaite. PD:n herkkyys ei kuitenkaan riittänyt. Tulokset olivat lupaavia, sillä LED- ja PD-teknologiat kehittyvät ja markkinoille on tullut myös muita komponentteja, joiden avulla on tulevaisuudessa mahdollista kehittää vielä herkempi laite.

Metal oxides prepared through the nanocasting approach-mechanistic study, surface interactions and applications in separation

Mesoporous metal oxides are nowadays widely used in various technological applications, for instance in catalysis, biomolecular separations and drug delivery. A popular technique used to synthesize mesoporous metal oxides is the nanocasting process. Mesoporous metal oxide replicas are obtained from the impregnation of a porous template with a metal oxide precursor followed by thermal treatment and removal of the template by etching in NaOH or HF solutions. In a similar manner to the traditional casting wherein the product inherits the features of the mold, the metal oxide replicas are supposed to have an inverse structure of the starting porous template. This is however not the case, as broken or deformed particles and other structural defects have all been experienced during nanocasting experiments. Although the nanocasting technique is widely used, not all the processing steps are well understood. Questions over the fidelity of replication and morphology control are yet to be adequately answered. This work therefore attempts to answer some of these questions by elucidating the nanocasting process, pin pointing the crucial steps involved and how to harness this knowledge in making wholesome replicas which are a true replication of the starting templates. The rich surface chemistry of mesoporous metal oxides is an important reason why they are widely used in applications such as catalysis, biomolecular separation, etc. At times the surface is modified or functionalized with organic species for stability or for a particular application. In this work, nanocast metal oxides (TiO2, ZrO2 and SnO2) and SiO2 were modified with amino-containing molecules using four different approaches, namely (a) covalent bonding of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), (b) adsorption of 2-aminoethyl dihydrogen phosphate (AEDP), (c) surface polymerization of aziridine and (d) adsorption of poly(ethylenimine) (PEI) through electrostatic interactions. Afterwards, the hydrolytic stability of each functionalization was investigated at pH 2 and 10 by zeta potential measurements. The modifications were successful except for the AEDP approach which was unable to produce efficient amino-modification on any of the metal oxides used. The APTES, aziridine and PEI amino-modifications were fairly stable at pH 10 for all the metal oxides tested while only AZ and PEI modified-SnO2 were stable at pH 2 after 40 h. Furthermore, the functionalized metal oxides (SiO2, Mn2O3, ZrO2 and SnO2) were packed into columns for capillary liquid chromatography (CLC) and capillary electrochromatography (CEC). Among the functionalized metal oxides, aziridinefunctionalized SiO2, (SiO2-AZ) showed good chemical stability, and was the most useful packing material in both CLC and CEC. Lastly, nanocast metal oxides were synthesized for phosphopeptide enrichment which is a technique used to enrich phosphorylated proteins in biological samples prior to mass spectrometry analysis. By using the nanocasting technique to prepare the metal oxides, the surface area was controlled within a range of 42-75 m2/g thereby enabling an objective comparison of the metal oxides. The binding characteristics of these metal oxides were compared by using samples with different levels of complexity such as synthetic peptides and cell lysates. The results show that nanocast TiO2, ZrO2, Fe2O3 and In2O3 have comparable binding characteristics. Furthermore, In2O3 which is a novel material in phosphopeptide enrichment applications performed comparably with standard TiO2 which is the benchmark for such phosphopeptide enrichment procedures. The performance of the metal oxides was explained by ranking the metal oxides according to their isoelectric points and acidity. Overall, the clarification of the nanocasting process provided in this work will aid the synthesis of metal oxides with true fidelity of replication. Also, the different applications of the metal oxides based on their surface interactions and binding characteristics show the versatility of metal oxide materials. Some of these results can form the basis from which further applications and protocols can be developed.

Tietokoneavusteisten tilintarkastuksen tukijärjestelmien käyttö tilintarkastuksen riskienhallinnassa

Suuryritysten skandaalit ovat herättäneet huolenaiheita organisaatioiden tilintarkas-tuksen hallintajärjestelmistä. Tietokonepohjainen tilintarkastuksen tukijärjestelmä voi auttaa tilintarkastajaa suorittamaan valvontaa ja varmistuskokeita, tilinpäätöstietojen analysointia ja tarkistusta sekä jatkuvaa seurantaa ja tilintarkastusta. Tilintarkastuk-sen hallintaohjelmiston avulla voidaan tehostaa työnkulkua ja vähentää virheiden riskiä. Tämän tutkielman tavoitteena on tutkia sähköisen tukijärjestelmän käyttöä tilintarkastusprosessissa sekä tilintarkastukseen liittyvien riskien hallinnassa. Tavoit-teena on saada selville, miten sähköistä tukijärjestelmää käytetään hyväksi tilintar-kastusriskien hallitsemisessa osana tilintarkastusprosessia. Tutkimus on toteutettu laadullisena tutkimuksena. Tutkimuksen empiirinen aineisto koostuu neljästä teemahaastattelusta. Kaikki haastateltavat ovat samasta tilintar-kastusyhteisöstä. Teemahaastattelun aiheet on koottu aikaisemmissa tutkimuksissa esiinnousseista teemoista. Tutkielman empiiristen tutkimustulosten mukaan sähköiset järjestelmät ovat vaikut-taneet merkittävästi tilintarkastajan työhön. Järjestelmätarkastuksen avulla saadaan tarkastettua tehokkaasti suuria aineistomääriä, ja näin koko tarkastus nopeutuu. Laatuvaatimukset ovat kuitenkin kiristyneet, mikä osaltaan syö tehokkuutta. Järjes-telmätarkastajilla on käytössään monenlaisia sähköisiä tilintarkastuksen järjestel-miä, joilla voidaan hakea ja analysoida dataa asiakkaan järjestelmästä. Tämän jäl-keen tarkastajilla on mahdollisuus käydä läpi analysoitua dataa erilaisten raporttien muodossa. Järjestelmätarkastajien toimesta voidaan käydä läpi asiakkaan koko populaatio. Tämä osaltaan auttaa tilintarkastuksen riskienhallinnassa.

Improving purchasing process for small purchases at a manufacturing company in chemical industry

This thesis was conducted on assignment by a multinational chemical corporation as a case study. The purpose of this study is to find ways to improve the purchasing process for small purchases at the case company. The improvements looked after are mainly cost and time savings. Purchasing process is the process that starts from the requisition of goods or services and ends when the invoice is paid. In this thesis the purchases with value less than 1000€ are considered to be small. The theoretical framework of the thesis consists of general theoretical view of costs and performance of the purchasing process, different types of purchasing processes and a model for improving purchasing processes. The categorization to small and large purchases is the most important followed by the division between direct and indirect purchases. Also models that provide more strategic perspective for categorization were found to be useful. Auditing and managerial control are important parts of the purchasing process. When considering the transaction costs of purchasing from the costs–benefits perspective large and small purchases should not have the same processes. Purchasing cards, e-procurement and vendor managed inventory are seen as an alternative to the traditional purchasing process. The empirical data collection was done by interviewing the company employees that take part of the purchasing process in their daily work. The interviews had open-ended questions and the answers were coded and analyzed. The results consist of process description and assessment as well as suggestions for potential improvements. At the case company the basic purchasing process was similar to the traditional purchasing process that is entirely done with computers and online. For some categories there was already more sophisticated e-procurement solutions in use. To improve the current e-procurement based solutions elimination of authorization workflow and better information exchange can be seen as potential improvements for most of the case purchases. Purchasing cards and a lightweight form of vendor managed inventory can be seen as potential improvements for some categories. Implementing the changes incurs at least some cost and the benefits might be hard to measure. This thesis has revealed that the small purchases have potential for significant cost and time savings at the case company.