MEMS-peilin hyödyntäminen kaksoisfotoniviritteisessä fluoresenssiteknologiassa
29.3 MB
avoin
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset491
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Kaksoisfotoniviritys on ilmiö, jossa kaksi lähes samanaikaisesti molekyyliin saapuvaa
fotonia virittää elektronin ylemmälle energiatilalle. Elektronin palatessa perustilaansa
se emittoi fotonin, jonka aallonpituus eroaa virittävien fotonien aallonpituudesta.
Kaksoisfotoniviritystä voidaan hyödyntää esimerkiksi diagnostiikassa, jossa
sen avulla kyetään määrittämään näyteliuoksessa olevien antigeenien määrä ja näin
selvittämään onko näytteessä jotakin tiettyä taudinaiheuttajaa.
ArcDia International Oy Ltd:n kaksoisfotoniviritykseen perustuvassa diagnostiikkalaitteessa
käytetään viritykseen lasersädettä. Tällä hetkellä tuotannossa olevissa
laitteissa lasersäteen poikkeuttamiseen näyteliuoksessa käytetään kahta pietsosähk
öiseen ilmiöön perustuvaa skanneripeiliä. Tässä opinnäytetyössä selvitettiin, olisiko
mahdollista käyttää näiden peilien sijasta yhtä MEMS-peiliä (engl. micro-electromechanical-
mirror).
MEMS-peiliä varten tehtiin optiselle pöydälle koejärjestely, jossa kahden linssin avulla
suurennettiin MEMS-peililtä objektiiville saapuva lasersäde. Sopivien polttovälien
linssit pääteltiin kokeellisesti. MEMS-peiliä kontrolloimiseen käytetty ohjelmisto oli
alussa Arduino IDE ja myöhemmässä vaiheessa Vivado Design Suite. MEMS-peiliä
ja koejärjestelyä testattiin mittaamalla mikropartikkeleja sisältävästä liuoksesta sekä
partikkeleista siroavaa laservaloa että fluoroforeista emittoitunutta valoa.
Peilin tarkkuuden ja liikkeen tutkimiseksi mitattiin sirontaa myös skannaamalla mikrokokoluokan
hilaa ja mitta-asteikkoa. Samalla kun peiliä liikuteltiin, tallennettiin
eri kohdista saatu sirontasignaali datavektoriin. Sirontasignaalit, joiden spatiaalinen
järjestys datavektorissa tiedettiin, koottiin mustavalkokuviksi ja näitä kuvia tarkastelemalla
pääteltiin peilin liikkeen olevan tarpeeksi tarkka tarkasteltavana olevaan
laitteistoon.
Lopputuloksena pääteltiin MEMS-peilin olevan teoriassa sopiva käytettäväksi pietsoskannereiden
tilalla, mutta tämän opinnäytetyön puitteissa koejärjestelyä ei saatu
toimimaan niin hyvin kuin nykyisin tuotannossa olevia laitteita. Ongelmia aiheutti
erityisesti koejärjestelyn herkkyys esimerkiksi rakennuksen liikkeille. Erityisesti
sirontasignaalien laatu ei ollut niin hyvä kuin olisi toivottu, mutta mahdollinen
jatkotutkimus tai vakaampi koejärjestely voisivat ratkaista ongelman.