Ott Rebane kaitseb doktoritööd „In situ non-contact sensing of microbiological contamination by fluorescence spectroscopy“

29. augustil kell 14.00 kaitseb Ott Rebane füüsika erialal doktoritööd „In situ non-contact sensing of microbiological contamination by fluorescence spectroscopy“  („Lokaalne mittekontaktne mikrobioloogilise reostuse tuvastamine fluorestsents-spektroskoopia meetodeil“).

Juhendajad:
professor Marco Kirm, Tartu Ülikool
dr. Sergey Babichenko, LDI Innovation OÜ

Oponendid:
dr. Ilpo Kulmala, VTT (Soome)
professor Janis Spigulis, Läti Ülikool (Läti)

Kokkuvõte
Käesoleva tööstusdoktorantuuri programmi käigus töötati välja mitmeid uudseid fotoonika sensoreid ja nende rakendusi, alates lidarist kuni spektrofluoromeetrite ja fluoromeetriteni. Nende seadmete peamine eesmärk on monitoorida ja kontrollida pindadel esinevaid mikrobioloogilisi patogeene. Välja töötatud lidar on mõeldud patogeenide kaugtuvastamiseks ja klassifitseerimiseks välihaigla pindadel, samas kui spektrofluoromeetrid võimaldavad fiiberoptilise kaabli abil tuvastada patogeene reaktiivivabalt lähedalt ning multispektriline fluoromeeter võimaldab käeshoitavalt kiiresti hinnata pinna puhtust. Veel töötati doktoriõppe käigus välja täiesti uudne fotoonika sensoril põhinev lahendus vesinikperoksiidi aurude saastatusest puhastamise protseduuride jälgimiseks. See lähenemine kasutab käimasoleva H₂O₂ aurude saastatusest puhastamise protseduuri tõhususe reaalajas hindamiseks tavapäraselt kasutatavate bioloogiliste indikaatorite, näiteks bakterispooride, fluorestsentsi. Töös leitakse, et avastatud fluorestsentsi langusefekt on H₂O₂ aurude kontsentratsiooni suhtes äärmiselt tundlik, nii et praktiline rakendus kaubandusliku toote kujul vesinikperoksiidi dekontaminatsiooniprotseduuride jälgimiseks on täiesti elujõuline valik. Avastatud efekti uuriti edasi, võrreldes fluorestsentsi emissioonispektreid, aeglahutus-spektreid, UV-kiirguse mõju ja skaneeriva elektronmikroskoobi pilte ühelt poolt võrreldes H₂O₂ auruga hukatud patogeenide (bakterispooride) vastavaid omadusi veel elujõuliste patogeenide omadustega. Töö tulemused tõestavad, et fluorestsentsi abil saab eristada patogeenide klasse erinevatel taustmaterjalidel. Tulemused näitavad ka, et vesinikperoksiidi auruga ülitõhusa saastest puhastamise ajal peetakse patogeenide surmapõhjusteks nii võtmevalkude denatureerimist kui ka valkude sisemiste osade oksüdeerumist. Samas näitasid skaneeriva elektronmikroskoobi kujutised, et oksüdatsioonist põhjustatud mehaanilised kahjustused ei ole patogeeni surma peamine põhjus. Muu hulgas leidsime ka, kuidas UV-doos mõjutab mõõtmistulemusi ja et seda tuleb selliste fotoonikasensorite projekteerimisel arvesse võtta.