Amperometrisen biosensorimittauslaitteen mittaustarkkuuden analysointi

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli biosensorimittauslaitteen Sara-prototyypin teknisten tietojen dokumentointi ja mittaustulosten analysointi. Tavoitteena oli saada prototyypin mittauksista selville mittaustarkkuus ja verrata sitä kaupalliseen biosensorimittauslaitteeseen. Lisäksi selvitettiin prototyypin mittauksiin vaikuttuvia häiriölähteitä.

Sara-prototyyppi kehitettiin ja testattiin HYTKE:n (hyvinvointiteknologian tutkimus- ja tuotekehityskeskus) sekä PrinLabin (painettavien anturien kehityslaboratorio) tiloissa. Kaupallisena referenssimittauslaitteena käytettiin PrinLabin omistamaa Palmsense-mittauslaitetta.

Prototyypin toiminnan ydin perustui potentiostaattiin, jonka avulla saatiin pidettyä jännite tasaisena biosensorin pinnalla. Amperometrinen mittaustekniikka mahdollisti hyvän ajallisen resoluution. Mitattavana nesteenä käytetty kaliumferrosyanidi reagoi hyvin PrinLabistä saatujen painettujen biosensoreiden kanssa. Sara-prototyypin mittaustarkkuus laskettiin keskiarvo- ja keskihajontalaskuja hyödyntäen. Mittaustarkkuudeksi saatiin noin ±0,25 mmol:n erottelukyky. Referenssimittauslaitteen tuloksia vertailtiin prototyypin tuloksiin, jolloin selvisi prototyypin hyvä lineaarisuus mittaustuloksien konsentraatioiden välillä. Prototyyppi soveltui paremmin isojen konsentraatioiden mittaukseen kuin Palmsense-mittauslaite.

Mittaustuloksien avulla voidaan löytää prototyypin ominaisuuksien rajoissa sopivia sovelluksia ja tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksia.

The goal of my thesis was to find out how well a biosensor instrument prototype worked. By analysing measurements of the prototype, we found out the exact measurement accuracy and ways to improve it.

For my thesis, we researched information about biosensors, potentiostats and amperometric detection. The core function of the biosensor instrument was the potentiostat, which keeps potential on the surface of the biosensor steady. Single-potential amperometry provides a good measurement resolution and comparison between results.

Results from the prototype were compared to results of the reference biosensor instrument. Measurement results from the prototype were analysed by standard deviation and average calculations. Calculations were defined as the measurement accuracy of the prototype.

The results present information about what kind of applications are suitable for the prototype in terms of accuracy and features. The research data and results of this thesis can be used for further development of the prototype.