Spectrally Tuned Lanthanide Photoluminescence for Point-of-Care Testing

Point-of-care (POC) –diagnostics is a field with rapidly growing market share. As these applications become more widely used, there is an increasing pressure to improve their performance to match the one of a central laboratory tests. Lanthanide luminescence has been widely utilized in diagnostics because of the numerous advantages gained by the utilization of time-resolved or anti-Stokes detection. So far the use of lanthanide labels in POC has been scarce due to limitations set by the instrumentation required for their detection and the shortcomings, e.g. low brightness, of these labels. Along with the advances in the research of lanthanide luminescence, and in the field of semiconductors, these materials are becoming a feasible alternative for the signal generation also in the future POC assays. The aim of this thesis was to explore ways of utilizing time-resolved detection or anti-Stokes detection in POC applications. The long-lived fluorescence for the time-resolved measurement can be produced with lanthanide chelates. The ultraviolet (UV) excitation required by these chelates is cumbersome to produce with POC compatible fluorescence readers. In this thesis the use of a novel light-harvesting ligand was studied. This molecule can be used to excite Eu(III)-ions at wavelengths extending up to visible part of the spectrum. An enhancement solution based on this ligand showed a good performance in a proof-of-concept -bioaffinity assay and produced a bright signal upon 365 nm excitation thanks to the high molar absorptivity of the chelate. These features are crucial when developing miniaturized readers for the time-resolved detection of fluorescence. Upconverting phosphors (UCPs) were studied as an internal light source in glucose-sensing dry chemistry test strips and ways of utilizing their various emission wavelengths and near-infrared excitation were explored. The use of nanosized NaYF :Yb3+,Tm3+-particles enabled the replacement of an external UV-light source with a NIR-laser and gave an additional degree of freedom in the optical setup of the detector instrument. The new method enabled a blood glucose measurement with results comparable to a current standard method of measuring reflectance. Microsized visible emitting UCPs were used in a similar manner, but with a broad absorbing indicator compound filtering the excitation and emission wavelengths of the UCP. This approach resulted in a novel way of benefitting from the non-linear relationship between the excitation power and emission intensity of the UCPs, and enabled the amplification of the signal response from the indicator dye.

Arabikeväästä islamilaiseen syksyyn – islamin representaatiot Syyrian sodan uutisoinnissa Helsingin Sanomissa vuosina 2011– 2014

Tässä tutkimuksessa selvitetään, kuinka islamia on käsitelty Helsingin Sanomissa Syyrian sodan uutisoinnissa. Aineistona ovat lehden kaikki jutut keväältä 2011 kansannousun alettua lokakuuhun 2014, jolloin Yhdysvallat aloitti ilmaiskut Syyriassa. Tutkimuksessa havainnollistetaan islamin käsittelyn tyypillisiä piirteitä sekä nousevia teemoja niin koko aineistosta kuin tarkemmin pääkirjoituksista. Aineistoanalyysissa käytetään sekä kvantitatiivista että kvalitatiivista metodia sekä sisällönanalyysia ja Norman Fairclough’n metodia kriittiseen diskurssianalyysiin. Helsingin Sanomat on uutisoinut mittavasti Syyrian tapahtumista aivan kansannousun alusta saakka. Myös islam on ollut uutisten aiheena säännöllisesti. Islam-uutisten määrä kasvoi jokaisena vuonna verrattuna edelliseen. Islamista kertovat jutut ovat useimmiten lyhyitä uutisia. Uskonnon asiantuntijoita käytettiin vähän. Islam on useimmiten uutises-sa henkilöiden tai järjestöjen määreenä. Ihmisistä kerrottiin usein kuuluivatko he sunneihin vai shiioihin ja keitä he ovat sodassa vastaan. Uskonnollinen vastakkaisuus oli hyvin vahvasti läsnä ensimmäisten vuosien islam-uutisoinnissa. Islamistien tultua mukaan sotaan uutisointi painottui entistä enemmän tähän teemaan syrjäyttäen muut. Aiheeseen linkittyivät myös länsimaiset ja suomalaiset taistelijat, joista kirjoitettiin laajasti ja monipuolisesti. Pääkirjoituksissa tulokset olivat varsin erilaiset verrattuna muusta lehdestä saatuihin tuloksiin. Pääkirjoituksia julkaistiin suhteellisen vähän ja aiheen käsittely pyöri enimmäkseen kansainvälisissä suhteissa ja politiikassa kuin itse sodassa, tai edes Syyriassa. Toiseksi islamista ei kirjoitettu juuri lainkaan. Uskonto vaikutti olevan taustalla, mutta sitä ei pidetty kirjoitusten perusteella varsinaisena aiheena Syyrian sodan käsittelyssä. Useimmiten islam, ja sen eri suuntaukset mainittiin käsiteltäessä yleisesti Lähi-itää tai osana islamisteja. Sitä vastoin huoli islamistien levittäytymisestä ja osallisuudesta sotaan näkyi useassa pääkirjoituksessa. Tutkimustulokset vahvistavat sekularisaation ja uskonnon mediatisaation olemassaoloa. Media on tärkeä tiedonvälityskanava myös uskonnollisissa asioissa. Mediatisaation myötä uskonnolliset organisaatiot eivät pysty itse päättämään niistä muodostuvaan julkisuuskuvaan tai pysty aina toimimaan oman asiansa asiantuntijana. Asiantuntijana esiintyy useimmin Lähi-idän ja historian tuntija tai terrorismintutkija ja Suojelupoliisin edustaja, mikä liittyy myös toiseen johtopäätökseen eli islamin hallintaan ja turvallistamiseen. Hallinta ja turvallistaminen näkyvät erityisesti pääkirjoituksissa ja liittyy islamin sijasta islamismiin. Islamisteista kirjoitettaessa pyrittiin usein ratkaisukeskeisyyteen sekä ennaltaehkäisyyn.

Upkonvertoivien nanopartikkelien pinnan muokkausmenetelmät ja niiden vaikutus partikkelien stabiilisuuteen ja luminesenssiominaisuuksiin Heterogeeninen upkonvertoiviin nanopartikkeleihin perustuva immunomääritys sydänspesifiselle troponiini I:lle

Upkonvertoivat nanopartikkelit (engl. upconverting nanoparticle, UCNP) ovat lantanidi-ioneja sisältäviä epäorgaanisia fluoroforeja, jotka muuttavat virityksessä käytettävän lähi-infrapunavalon korkeampienergiseksi emissiovaloksi. Tämän ominaisuuden ansiosta autofluoresenssi ei häiritse upkonversio-luminesenssin mittausta biologisissa sovelluksissa. Koska sovellukset edellyttävät vesiympäristöä, pinnoitteen tulee suojata UCNP:eita riittävästi veden aiheuttamalta upkonversioluminesenssin sammutukselta. Tutkielman kirjallisessa osassa esitetään erilaisia UCNP:ien pinnan muokkausmenetelmiä, ja käsitellään niiden vaikutuksia UCNP:ien stabiilisuuteen ja luminesenssi-ominaisuuksiin. Sydänperäinen troponiini I (engl. cardiac troponin I, cTnI) on sydäninfarktiin yhdistetty merkkiaine, jonka havaitseminen immunomäärityksellä auttaa sydäninfarktin diagnosointia. Tutkielman kokeellisen osan tarkoituksena oli kehittää UCNP-leimaan perustuva herkkä cTnI-immunomääritys, jossa voidaan käyttää yksinkertaista mittalaitetta. Tutkimus sisälsi kolme vaihetta, jotka olivat UCNP:ien pinnoitus hydrofiilisiksi, cTnI:tä tunnistavan vasta-aineen konjugoiti kovalenttisesti UCNP:ien pintaan ja heterogeeninen UCNP-leimaa käyttävä kaksipuolinen cTnI-immunomääritys. Eri vaiheissa käytettyjä menetelmiä optimoitiin UCNP-leiman epäspesifisen sitoutumisen vähentämiseksi ja cTnI-immunomäärityksen analyyttisen herkkyyden parantamiseksi. Immunomäärityksen toimivuutta testattiin, ja menetelmää muokattiin, jotta sillä voitaisiin määrittää myös tunnetut cTnI-pitoisuudet terveiden henkilöiden plasmanäytteistä. Poly(akryylihapolla) pinnoitetulla UCNP-leimalla määritettiin parempi analyyttinen herkkyys kuin silikalla pinnoitetulla UCNP-leimalla. Muokatun cTnI-immunomäärityksen analyyttinen herkkyys oli 2,2 ng/l. Tutkimus osoitti, että UCNP-leimalla on mahdollista havaita erittäin alhaisia cTnI-pitoisuuksia. Plasmanäytteiden cTnI-saannoissa oli eroja valituilla määritysolosuhteilla, joten toimiva immunomääritys vaatii vielä olosuhteiden lisäoptimointia.

Öljyn markkinahintaan vaikuttavat tekijät (1971-2015)

Tässä kandidaatintyössä käsitellään raakaöljyn markkinahintaan vaikuttavia tekijöitä sekä hinnan kehittymistä ja tekijöitä merkittävien hinnanmuutosten taustalla vuodesta 1971 lähtien. Tarkastelun ajankohdan aluksi on valittu 1971 koska tuolloin Yhdysvallat saavuttivat öljyntuotantonsa huipun ja tulivat samalla riippuvaiseksi tuontiöljystä. Kyseinen muutoksen kautta Yhdysvallat eivät enää pystyneet vaikuttamaan öljyn hintaan, ja vaikutusvalta siirtyi öljynviejämaiden yhdistys Opecille. Työssä tehdään katsaus myös maailmna raakaöljyn tuotantoon, kuljetukseen, kulutukseen, jatkojalostukseen sekä raakaöljyn lopullisiin käyttökohteisiin. Lisäksi tarkastelun kohteena on tulevaisuuden näkymät raakaöljyn hinnalle. Raakaöljy kattaa suurimman osan maailman primäärienergian kulutuksesta ja on erittäin tärkeässä asemassa nykypäivän yhteiskunnille. Öljymarkkinoilla hintaan vaikuttaa kysynnän ja tarjonnan tasapaino kuten muillakin hyödykkeillä, mutta erityispiirteenä öljymarkkinoilla tarjonta on korostetun keskeisessä asemassa. Öljyn hintaan vaikuttaa myös monia muitakin tekijöitä, ja öljyn hinnan merkittävät muutokset ovat monesti seurausta useamman tekijän yhteisvaikutuksesta.

Jätteiden kemiallisten ominaisuuksien spektrometriset online-mittausmenetelmät

Tässä diplomityössä käsiteltiin spektrometrisia online-mittausmenetelmiä jätteiden kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien määrittämiseksi. Tavoitteena oli selvittää, mitä ominaisuuksia menetelmillä voidaan mitata ja kuinka luotettavia tuloksia mittauksilla saadaan. Diplomityössä suoritettiin kirjallisuuskatsaus, jossa käsiteltiin kolmen spektrometrisen menetelmän soveltuvuutta reaaliaikaisiin jätemittauksiin. Työn empiirisessä osassa FPXRFanalysaattorilla mitattiin neljän eri jätenäytteen alkuainepitoisuuksia. Mittauksen tarkoituksena oli selvittää, mitä alkuaineita menetelmällä voidaan mitata. FPXRF-analysaattorilla saatuja tuloksia verrattiin ICP-MS-menetelmällä saatuihin tuloksiin regressioanalyysin avulla. Työssä todettiin, että FPXRF-analysaattori sopii parhaiten kaliumin, kalsiumin, ja raudan pitoisuuksien määrittämiseen. Lisäksi lyijyn, sinkin, kromin, kloorin, kuparin, kadmiumin, arseenin, fosforin, molybdeenin ja vanadiinin määrittäminen on mahdollista, mutta tarkan pitoisuuden saamiseksi laboratoriomenetelmien käyttö voi olla tarpeen. Tutkituista jätenäytteistä menetelmä soveltui parhaiten tuhkalle ja kompostille niiden fyysisten ominaisuuksien, kuten homogeenisuuden ja kosteuspitoisuuden takia. Biojätteelle menetelmä soveltui huonosti. FPXRF-analysaattorin luotettavuuteen vaikuttaa näytteen kosteuspitoisuus, homogeenisuus, partikkelikoko, mittaustapa ja laitteen kalibrointi. Työssä tarkastelluilla menetelmillä ei voida tällä hetkellä täysin korvata laboratorioanalyyseja. FPXRF-analysaattoria voidaan kuitenkin käyttää kvalitatiiviseen tai semikvantitatiiviseen haitta-aineiden analysointiin, millä voidaan vähentää kalliiden laboratorioanalyysien tarvetta.

Upkonvertoivien nanopartikkelien luminesenssin herkistäminen orgaanisten kromoforien avulla

Upkonvertoivat nanopartikkelit (engl. upconverting nanoparticles, UCNP) ovat lantanidi-ioneja sisältäviä epäorgaanisia leimoja, jotka kykenevät muuntamaan matalaenergisen 980 nm viritysvalon korkeaenergiseksi näkyväksi valoksi. Tämän ominaisuuden avulla mittausalue voidaan erottaa taustahäiriötä aiheuttavasta autofluoresenssista. Lantanidi-ionit kuitenkin absorboivat viritysvaloa heikosti. Partikkelien luminesenssia voidaan parantaa absorboivien ionien määrää lisäämällä, mutta se kasvattaa partikkelin kokoa. Viritysvalon absorptiota voidaan mahdollisesti parantaa kiinnittämällä partikkelien pintaan 808 nm aallonpituudella virittyviä upkonversion luminesenssin herkistimenä toimivia orgaanisia kromoforeja. Kromoforit toimivat valoa tehokkaasti keräävinä antennirakenteina ja virittävät UCNP:n energiansiirron kautta mahdollistaen UCNP:n luminesenssin tehostumisen. Diplomityössä tutkittiin erilaisia tapoja pinnoittaa nanopartikkeli siten, että kromofori voitiin kiinnittää siihen pysyvästi. Tavoitteina olivat myös pinnoitetun partikkelin vesiliukoisuus sekä samanaikaisesti sen suojaaminen veden aiheuttamalta luminesenssin sammuttavalta vaikutukselta. UCNP:n emissio mitattiin spektrofluorometrillä käyttäen 808 nm ja 968 nm lähi-infrapunalasereita virityslähteinä. Työssä kehitettiin kaksi pinnoitusmenetelmää, jotka mahdollistivat partikkelin virittämisen kromoforin kautta 808 nm aallonpituudella. UCNP pinnoitettiin polyakryylihapolla (PAA) tai poly(maleiinianhydridi-alt-1-oktadekaani):lla (PMAO), johon kromofori kiinnitettiin adsorptiolla. Molemmilla menetelmillä valmistettujen partikkelien emissiospektri oli selkeästi mitattavissa. Partikkelien luminesenssi 808 nm viritysaallonpituudella ei kuitenkaan tehostunut verrattuna viritykseen 968 nm laserilla. PMAO-pinnoituksella 808 nm laserilla viritettäessä mitattu signaali oli 2,7 kertaa heikompi ja PAA-pinnoitetun UCNP:n emissio noin 22 kertaa heikompi. Molemmilla menetelmillä valmistetut partikkelit olivat kolloidaalisia vesiliuoksessa, mutta kromoforien avulla herkistetty upkonversio toimi vain käyttämällä liuottimena raskasta vettä.

Koulutusintervention vaikutus hoitajien tietämykseen syömisen ja nielemisen vaikeuksista muistisairauksissa

Kansainvälinen tutkimustieto viittaa siihen, että lähi- ja sairaanhoitajien tietämys syömisen ja nielemisen vaikeuksista on usein heikkoa. On kuitenkin osoitettu, että jo lyhytkin koulutusinterventio saattaa lisätä merkitsevästi hoitohenkilökunnan tietämystä syömisen ja nielemisen vaikeuksista. Suomessa ei tiettävästi ole aiemmin tutkittu syömisen ja nielemisen vaikeuksia käsittelevän koulutuksen vaikutuksia hoitajien tietämykseen. Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää lähi- ja terveydenhoitajille sekä lähihoitajaopiskelijoille pidetyn kolmetuntisen Puheen ja nielemisen vaikeudet -koulutuksen vaikutusta heidän tietämykseensä syömisen ja nielemisen vaikeuksista muistisairauksissa. Lisäksi tarkasteltiin hoitajien koulutuksesta kokemaa hyötyä. Tutkimus toteutettiin tutkimuslomakkeilla välittömästi ennen ja jälkeen koulutuksen sekä postikyselynä kaksi viikkoa koulutuksen jälkeen. Vastaajien tietämystä eri mittauspisteissä mitattiin pyytämällä heitä arvioimaan koulutuksen sisältöä vastaavien väittämien paikkansapitävyyttä (oikein/väärin). Koulutuksen hyödyntämistä hoitotyössä kysyttiin avoimilla kysymyksillä sekä pyytämällä vastaajia arvioimaan Likert-asteikolla väitteitä. Vastauksia pyydettiin kaikilta koulutukseen osallistuneilta (N=15): ensimmäisen lomakkeen palautti 13, toisen 15 ja kolmannen 9 vastaajaa. Tietämystä mittaavassa osiossa annettuja vastauksia vertailtiin tilastollisesti ennen ja jälkeen koulutuksen. Tilastoanalyyseissä käytettiin IBM SPSS Statistics 22 -ohjelmaa, jolla oikein/väärin-väittämistä laskettiin minimi- ja maksimipistemäärät, keskiarvot, keskihajonnat ja oikeiden vastausten osuudet. Wilcoxonin merkittyjen järjestyslukujen testillä tarkasteltiin, onko mittaustulosten keskiarvojen välillä tilastollisesti merkitsevä ero eri mittauspisteissä. Laadullinen aineisto analysoitiin ryhmittelemällä avointen kysymysten vastaukset niiden keskeisten toistuvien teemojen mukaan. Tutkimus osoitti, että vastaajien tietämys syömisen ja nielemisen vaikeuksista lisääntyi koulutuksen jälkeen. Vastaajat saivat keskimäärin paremmat pisteet koulutuksen jälkeen, ja ero oli tilastollisesti merkitsevä ensimmäisen ja kolmannen mittauspisteen välillä. Koulutuksen jälkeen oikeiden vastausten osuus lisääntyi nielemisvaikeuksien tunnistamista ja hoitokäytänteitä käsittelevissä väittämissä, mutta ei juurikaan väittämissä, jotka koskivat yleisiä tietoja syömisen ja nielemisen vaikeuksista. Vastaajat kokivat koulutuksen hyödylliseksi hoitotyön tekemisen kannalta ja hyödynsivät koulutuksesta saamaansa tietoa käytännössä melko paljon. Erityisesti hoitajat hyödynsivät hoitotyössä tietoa nielemisvaikeuksien huomioimisesta ja hoitamisesta sekä turvallisesta nielemisestä. Tulosten vahvistamiseksi tarvitaan lisätutkimusta laajemmalla tutkimusjoukolla ja tutkimusasetelmaltaan vahvemmilla tutkimuksilla.