SuomeksiEnglanniksi
Annales Universitatis Turkuensis

NIR-Vis Up-Conversion Luminescence in the Yb3+,Er3+ Doped Y2O2S, ZrO2, and NaYF4 Nanomaterials

Pihlgren Laura

 
 Pihlgrenin tutkimia up-konversioluminesenssimateriaaleja hyödynnetään esimerkiksi lasereissa, näytöissä, arvopaperien varmenteissa, aurinkokennoissa sekä lääketieteellisessä diagnostiikassa. Eräs uusi sovellus, joka hyödyntää up-konversiomateriaaleja, on homogeeninen immunomääritys kokoveressä.
Seerumi- ja plasmanäytteisiin verrattuna kokoveren käyttö sellaisenaan näytemateriaalina nopeuttaa laboratoriotestejä huomattavasti, koska näytteen esikäsittelyyn kuluva aika saadaan eliminoitua.
 
- Perinteisissä laboratoriotesteissä seerumi- ja plasmanäytteitä tutkitaan mittaamalla näytteistä valoa. Yksinkertaisempi kokoveren käyttö on tähän asti ollut ongelmallista, sillä kokoveri imee itseensä voimakkaasti ultraviolettisäteilyä ja osittain myös näkyvää valoa. Näin ollen valon mittaaminen suoraan kokoverestä ei ole ollut mahdollista perinteisiä, ultraviolettivalolla viritettäviä fluoresoivia leimoja käytettäessä, Pihlgren kertoo.
 
Lisäksi up-konversiosovellusten etu analyyttisissä määrityksissä on pieni taustasäteily ja sitä kautta matalat havaitsemisrajat.

Uusi menetelmä ratkaisee kokoveren tutkimiseen liittyvät haasteet

Perinteisessä fotoluminesenssissa loisteainemateriaaliin kohdistetaan korkeaenergistä säteilyä, esimerkiksi ultraviolettisäteilyä, ja materiaali tuottaa ultraviolettisäteilyä matalaenergisempää näkyvää valoa. Menetelmää ei ole voitu hyödyntää kokoveren tutkimisessa, vaan verinäyte on täytynyt esikäsitellä plasma- ja seeruminäytteiksi.

Up-konvertoivat loisteaineet virittyvät puolestaan matalaenergisellä lähi-infrapunasäteilyllä ja tuottavat tätä korkeampienergistä säteilyä, esimerkiksi punaista, vihreää tai sinistä näkyvää valoa tai jopa UV-säteilyä.
 
- Tutkimukseni perusteella up-konvertoivat loisteaineet selättävät valon mittaamiseen liittyvät ongelmat, joita kokoveren käyttöön immunomäärityksissä on tähän asti liittynyt, Pihlgren tarkentaa.

Fluoridiloisteaineet parhaita voimakkaan up-konversioluminesenssin tuottamisessa

Materiaalin pienen hiukkaskoon tiedetään heikentävän luminesenssin voimakkuutta. Tämä johtuu hiukkasten suuren pinta-alan kyvystä absorboida ympäristöstä epäpuhtauksia, jotka heikentävät luminesenssia. Pihlgren pyrki väitöstyössään optimoimaan luminesenssivoimakkuuden ja hiukkaskoon tutkimalla useita eri pohjamateriaaleja sekä herkistimen ja aktivaattorin pitoisuuksia. Lisäksi hän tutki materiaalien epäpuhtauksien ja kiderakenteen vaikutusta up-konversioluminesenssin voimakkuuteen.

Up-konversioluminesenssimateriaalien kidehilassa on useimmiten harvinaisista maametalleista, eli lantanideista, koostuva herkistin-aktivaattori-yhdistelmä. Pihlgrenin työssä tutkitut fluoridiloisteaineet sisältävät ytterbiumia herkistimenä ja erbiumia aktivaattorina.
 
- Tulokset osoittivat, että fluoridiloisteaineet soveltuivat parhaiten voimakkaan up-konversioluminesenssin tuottamiseen. Tutkituissa zirkoniumoksidimateriaaleissa havaittiin puolestaan täysin uusi ilmiö, viivästynyt up-konversioluminesenssi. Näin ollen oksidimateriaalien käyttö immunomäärityksissä on vähemmän hyödyllistä kuin fluoridiloisteaineiden, Pihlgren tarkentaa.
 
Väitöskirja on englanninkielinen

Tuotenumero:9789512959563
Ulkoasu:nid.
Tekijä:Pihlgren Laura
Laajuus:151 s.
ISBN:9789512959563
Julkaisuvuosi:2014
Sarja:AI osa 502
15,00 €
(sis. ALV 10%)


13,64 €
(ALV 0%)
Määrä: kpl