Epäspesifisen array-sensorin kehittäminen elintarvike ja diagnostiikkakäyttöön

Abstract

Tavoitteena oli kehittää uusi sähkökemiallinen menetelmä elintarvike- ja diagnostiikkanäytteille. Menetelmän tarkoituksena on nopeuttaa väärennettyjen tuotteiden erottamista tunnetuista näytteistä esim. erottaa väärennetty oliiviöljytuote oikeasta oliiviöljystä. Nykyiset käytössä olevat menetelmät vievät paljon aikaa ja uudella menetelmällä on tavoitteena olla nopeampi.

Kehitettävä menetelmä koostuu jännitelähteestä, mittauselektrodista ja virtamittarista. Menetelmällä mitataan virran muutosta ajanfunktiona vakiojännitteellä näytteessä. Menetelmä soveltuu runsaasti ioneja sisältävien näytteiden mittaamiseen ja erotteluun toisistaan. Tuloksista saatujen kuvaajien perusteella voidaan mahdollisesti erottaa toisistaan erilaiset näytteet niiden ioniaktiivisuuden perusteella. Näytteiden ioniaktiivisuuteen pyritään vaikuttamaan lisäämällä näytteisiin erilaisia modulaattoreita, joiden oletettaisiin vaikuttavan näytteisiin eri tavalla tuottaen eroavaisuuksia niiden välille. Kehitettävän menetelmän tuloksia verrataan luminesenssi mittauksessa saatuihin tuloksiin. Jos saavutetaan samanlaiset erottuvuudet, kuin luminesenssi mittauksessa, voitaisiin uutta menetelmää käyttää väärennettyjen tuotteiden tunnistamiseen.

Menetelmän kehittäminen ei kuitenkaan onnistunut suunnitelmien mukaisesti vaan mittausten suorittamisen aikana laitteessa ja mittauselektrodeissa havaittiin paljon erilaisia ongelmia. Laitteen häiriökestävyys on erittäin heikko, joka vaikuttaa suoritettuihin mittauksiin paljon. Menetelmällä ei saatu toistettavia tuloksia ja tulokset saattoivat vaihdella päivittäin. Mittauselektrodien kanssa oli myös paljon ongelmia. Niitä jouduttiin korjaamaan ja vaihtamaan useita kertoja ja mittauselektrodien vaihtuessa laitteistoon tehtiin myös muutoksia. Menetelmää verrattaessa luminesenssimittauksiin huomattiin että erot menetelmien erottelukyvyssä olivat erittäin suuret ja luminesenssi menetelmä toimi huomattavasti paremmin kuin sähkökemiallinen menetelmä.

Lopuksi jouduttiin toteamaan, ettei laitteiston herkkyys riittänyt ruokaöljynäytteiden mittaamiseen luotettavasti. Useiden muutosten ja korjausten jälkeen luovuttiin menetelmäkehityksestä tämän laitteiston kohdalla.

The objective of this thesis was to develop a new method for food technology and diagnostics. This particular method would be used to identify counterfeit products by comparing them to real samples for example to identify adulterate olive oils. Current methods are time consuming and the method proposed in this thesis would reduce the analysis time.

The developed method consists of a power supply, a measuring electrode and an amperometer. The sample was exposed to constant voltage and the change in current was measured as a function of time. The samples are distinguished based on the differences in ionic activity which is achieved by adding different chemical modulators to the samples. The measured differences were compared to results obtained by a luminescence method.

The method development did not succeed as expected. There were many problems in the measurements and electrodes. The interference resistance of the device was fairly poor which affected the measuring procedure. The measuring results often varied each day. The measuring electrodes were constantly replaced or under maintenance and when the measuring electrodes were replaced the system had to be changed as well. A comparison of the different methods showed that with the same samples the luminescence measurement yielded higher was more sensitive than the electrochemical cell. The electrochemical cell did not reach the sensitivity needed to measure olive oils.

After many changes in the system and its measuring electrodes the development had to be abandoned. The method was not reliable enough and the sensitivity of the system in case of the olive oils was insufficient.