Under nulägesanalysen utvärderades två av de manuella metoderna som användes. Båda metoderna förbrukade mellan 200-400 µl antikroppar om kalibreringen utfördes noggrant.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 23 april 20157. Resultat
Den automatiska kalibreringen förbrukar inga antikroppar alls, då den använder sig av luft som markör.
Den automatiska kalibreringen är även mindre kostsam än det experimentella alternativet för den andra manuella metoden, att använda exempelvis etanol istället för antikroppar, då metoden inte introducerar en ny förbrukningsartikel för slutkunden.
7.4 Övriga prestandaförbättringar
Nedan redovisas ytterligare förbättringar som har noterats under testningen av den au-tomatiska kalibreringen.
7.4.1 Mindre extraktionsvolym
Det är sedan tidigare känt att en lägre extraktionsvolym ger ett högre utslag i detektorn, eftersom en större volym ger en utspädning som leder till att färre antikroppar når sensorn. Den höga repeterbarheten möjliggör lägre volymer än tidigare eftersom den undre tillåtna gränsen är välkänd.
Även om mängden antikroppar som når sensorn under en referenskörning är högre, är det dock inte givet att detta ger ett känsligare instrument, eftersom ytan i extraktionsenheten inte når lika högt upp på proben och därmed inte når alla partiklar.
Provkörningar med spikade prov lter har dock visat på en högre känslighet med en kalibrerad lägre vätskenivå.
Kurvorna i gur 7.1 visar skillnaden på utslaget från ett prov spikat med 50 ng kokain när det analyserades med en automatiskt kalibrerad vätskevolym på på 70 µl, i förhållande till vätskevolymen efter en manuell kalibrering som då var satt till 130 µl.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 23 april 20157. Resultat
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 5 · 10−2 0.1 0.15 0.2 sec phase deg.
Figur 7.1: Utslag från prov med 50 ng kokain. Blå kurva är vid automatiskt kalibrerad vätskenivå och röd med manuellt kalibrerad. Streckad kurva visar referensutslag.
Kurvorna visar ett likvärdigt utslag vid analysen av provet vid båda volymer, men ett högre utslag för den automatiskt kalibrerade volymen under den referenskörning som föregick respektive analys.
Det relativa utslaget mellan referens och analys blir därför i detta fall högre vid den kalibrerade vätskenivån, och instrumentets känslighet därmed högre.
Här har vätskenivån i förhållande till proben alltså inte haft någon negativ påverkan. Det bör dock noteras att andra substanser eller provtagningsmetoder fortfarande kan ha en påverkan på denna faktor.
7.4.2 Vätskans fysikaliska begränsningar
Vid utvärdering av utslag i förhållande till vätskenivå användes en modi erad variant av proceduren för att leta efter en luftbubbla under den automatiska kalibreringsprocessen. Denna procedur visade sig ge markant högre utslag än när motsvarande vätskenivå senare användes i instrumentets normala analys.
Närmare studier gjorde klart att det var de tresekunderspauser som lagts in mellan oli-ka steg i luftdetektionsproceduren (se gur 6.4) som gjorde skillnad vid två avgörande processteg.
1. Efter fyllning av extraktionsenheten dröjer det en stund innan all över ödig vätska har runnit över i dräneringshålet. Det är vätskans ytspänning som fördröjer förlop-pet.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 23 april 20157. Resultat
Om dräneringen i nästa steg sker innan all över ödig vätska har runnit över blir vätskevolymen för stor inför analysen och utslaget därmed mindre.
2. Kolvpumpen drar in provet i sexvägsventilen genom att skapa ett vakuum framför vätskan, som vätskan i sin tur strävar efter att utjämna.
På grund av slangens smala innerdiameter är dock vätskans maximala för yttnings-fart hämmad, och det uppstår en märkbar fördröjning innan trycket har utjämnats och vätskan provet för yttats in i sexvägsloopen.
Om sexvägsventilen slår innan hela provet har nåt in i loopen, kommer provmängden att bli reducerad.
Båda dessa begränsningar leder till en försämrad känslighet som inte bara är markant, utan dessutom oförutsägbar.
I samband med arbetet med den automatiska kalibreringsmetoden modi erades därför även den normala analysproceduren. Det lades in en parametriserad väntetid efter mot-svarande fyllning av extraktionsenheten som justerades tills utslaget motsvarade de från utvärderingsproceduren. Väntetiden efter insugning av provet i sexvägsloopen existerade redan som parameter men hade ett för lågt värde och justerades därför på samma sätt.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 23 april 20157. Resultat
Parametrarnas nya standardvärden är:
• inj_ ood_extractor_delay = 1.0s
• inj_sample_transport_delay = 1.0s (tidigare 0.1s)
Vid framtida optimering av den automatiska kalibreringsproceduren kan förmodligen vän-tetiderna på tre sekunder ställas ner till ovanstående värden. Det bör dock göras med viss försiktighet eftersom ett fel i kalibreringen skulle leda till följdfel för samtliga efterkom-mande körningar.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 23 april 20158. Slutsatser
8 Slutsatser
Arbetets huvudsakliga mål var att utreda be ntliga metoder för kalibrering av vätske-nivån och implementera en automatiserad metod som dels avlastade produktions- och servicetekniker, och dessutom förbrukade färre kostsamma antikroppar.
Samtliga av dessa mål kan anses uppnådda, då det implementerades en fungerande hel-automatiserad metod som endast behöver startas av teknikern, och som dessutom inte förbrukar några antikroppar över huvud taget.
Utöver detta har metoden visat sig ha ytterligare fördelar. Kalibreringen är mer exakt än vad som tidigare har gått att uppnå med de manuella metoderna, och förutsättningarna är därmed mer jämförbara för två instrument.
De tester som genomförts har dessutom påvisat förbättringar som har kunnat överföras till instrumentets detektionsanalys, vilket har givit en prestationsökning vad gäller känslighet. Den enklare kalibreringen har dessutom gjort det enklare att laborera med olika typer av detektionsprober, vilket tidigare har undvikits då det har inneburit en tidskrävande manuell kalibrering av vätskenivån.
I skrivande stund har den implementerade automatiska kalibreringen använts på ett stort antal instrument inför leverans till slutkund, och ny kod har lyfts in i företagets versions-hanteringssystem för inkludering i kommande mjukvarurelease.
8.1 Förslag till fortsatt arbete
Den automatiska kalibreringen skulle kunna självinitieras av instrumentet med regelbun-det intervall, exempelvis nattetid.
Den skulle också kunna utföras vid uppstart av systemet. Då bör dock ledtiden för ka-libreringen förkortas. Exempelvis kan instrumentet börja iterera kring det föregående parametervärdet, och först om det inte hittar gränsvärdet förstora sökintervallet.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 23 april 20158. Slutsatser
8.2 Sociala och etiska aspekter
Det har inte gått att visa på några sociala eller etiska aspekter med arbetet.
8.3 Hållbar utveckling
Den implementerade automatiska kalibreringsmetoden minskar användandet av förbruk-ningsartiklar i instrumentet. Detta minskar i längre utsträckning produktion av antikrop-par och förpackningsmaterial samt frakt av dessa.
Automatisk kalibrering av vätskenivå
Rickard Åberg 23 april 2015Referenslista
Referenslista
[1] Per Månsson, Ann-Charlotte Hellgren, Lars Eng, Björn Sandén, John Weightmanb och David Guppy, Analysis of trace amounts of narcotics and explosives using immu-nosensing on a quartz crystal microbalance, Biosensor Applications AB, Stockholm, Sweden , 2007.
[2] Martin Nirschl, Florian Reuter and Janos Vörös, Review of Transducer Principles for Label-Free Biomolecular Interaction Analysis. Basel: Published by authors, 2011. [3] Jared Kirschner, Surface Acoustic Wave Sensors (SAWS): Design for
ap-plication, Jared Kirschner: Engineer, december 2010 [Online], Tillgänglig: http://www.jaredkirschner.com/uploads/9/6/1/0/9610588/saws.pdf. Hämtad: 1 ja-nuari, 2015].
[4] Rodi Sferopoulos, A Review of Chemical Warfare Agent (CWA) Detector Technologies and Commercial-O-The-Shelf Items. Fishermans Bend, Victoria: Human Protection and Performance Division DSTO Defence Science and Technology Organisation, 2009. [5] D. D. Stubbs, Sang-Hun Lee and W. D. Hunt, Investigation of Cocaine Plumes Using Surface Acoustic Wave Immunoassay Sensors. Atlanta, Georgia: Georgia Institute of Technology, 2003.