SuomeksiEnglanniksi
Annales Universitatis Turkuensis

Detection of Illicit Drugs and Drug Precursors with Cantilever-Enhanced Photoacoustic Spectroscopy

Lehtinen Jaakko

FM Jaakko Lehtinen tarkasteli väitöskirjatutkimuksessaan pienten huumausainepitoisuuksien mittaamista optista läppämikrofonia hyödyntävällä fotoakustisella spektroskopialla. Fotoakustinen spektroskopia on tulevaisuudessa mahdollinen vaihtoehto nykyisin käytettäville kalliille kertakäyttöisille ja usein vain yhdelle huumausaineelle kohdistetuille testeille.

Tutkimuksessa mitattiin hiusnäytteitä kokaiinin yliannospotilailta, ja näitä verrattiin hiusnäytteisiin ihmisiltä, joilla ei ole huumausainehistoriaa. Kokaiinin käyttö pystyttiin havaitsemaan hiusnäytteiden fotoakustisen spektrin perusteella. Huumeet kertyvät hiuksiin aineenvaihdunnan kautta ja säilyvät hiuksissa pidempään kuin esimerkiksi virtsassa tai veressä.

Apu tulleille ja rajanylityspaikoille

Tutkimuksessa pystyttiin havaitsemaan huumausaineita tilanteissa, joissa kaasumaisia kohdemolekyylejä on vain yksi miljardia molekyyliä kohden (1 ppb, particles per billion).

Huumausaineiden kaasumaisella mittaamisella on mahdollisia sovelluksia esimerkiksi tulleilla ja rajanylityspaikoilla salakuljetustapausten nopeaan havaitsemiseen. Ruuhkaisilla rajanylityspaikoilla ei ole välttämättä aikaa aukaista jokaista konttia, ja näin ollen on suuri etu, mikäli päätös esimerkiksi kontin vaarallisuudesta voidaan tehdä ulkopuolelta kontin sisällöstä höyrystyvien kaasujen perusteella.

Huumetestit ovat tärkeitä myös esimerkiksi huumausaineiden vaikutuksen alaisten rikosten tai ajamisen ehkäisemiseen sekä kontrolloimiseen.

Laitteet laboratoriosta kenttäkäyttöön

Tutkimuksen ideana oli yhdistää uusia lupaavia teknologioita ja näitä yhdistelemällä saavuttaa mahdollisimman herkkä ilmaisin. Tutkimuksessa käsiteltiin näytteen miniatyrisointia, jonka avulla teknologia voitaisiin mahduttaa kannettavan kämmenellä pidettävän kenttäkäyttöisen sensorin muotoon.

Pääasiassa huumetestaaminen sekä laittomien aineiden analyysi esimerkiksi tulleissa tai rikospaikkatutkinnassa tapahtuu jälkikäteen laboratoriossa. Tällä hetkellä käytössä olevat muut menetelmät ovat raskaita ja kalliita eikä niitä voi sellaisenaan siirtää kenttäkäyttöön.

Optisella mikrofonilla saavutetaan suuri herkkyys

Fotoakustisessa spektroskopiassa näytteeseen ohjataan moduloitua infrapunasäteilyä, joka aiheuttaa näytteen jaksottaisen lämpenemisen. Tämä lämpeneminen johtuu ympäröivään kaasuun ja aiheuttaa kaasun lämpölaajenemisen. Jaksottaisen lämpölaajenemisen seurauksena aiheutuu paineaalto, joka voidaan mitata paineanturilla eli mikrofonilla. Tavallisesti fotoakustisessa spektroskopiassa käytetään kondensaattorimikrofoneja, jotka on jo kehitetty huippuunsa.

Turun yliopistossa kehitetty optinen läppämikrofoni koostuu muutaman mikrometrin ohuesta piiläpästä, joka taipuu paineenvaihteluiden seurauksena. Läpän kärkeä mitataan jatkuvasti interferometrillä, jotka ovat maailman tarkimpia mittareita. Läpän kärjen liike saadaan selvitettyä jopa pikometrien tarkkuudella.

Väitöskirja on englanninkielinen.

Tuotenumero:9789512956302
Ulkoasu:nid.
Tekijä:Lehtinen Jaakko
Laajuus:67 s. + liitteet
ISBN:9789512956302
Julkaisuvuosi:2013
Sarja:AI osa 481
15,00 €
(sis. ALV 10%)


13,64 €
(ALV 0%)
Määrä: kpl