Abstract Carbon nanotubes are a promising material for various applications due to their unique collection of properties. However, carbon nanotube material as such is inert and insoluble, which hampers the true realization of its potential. In order to enhance the applicability of carbon nanotubes, their surface must be modified. This work concerned the chemical modification of single-walled carbon nanotubes (SWNT) by the Birch reduction, which is based on the reduction of the SWNT surface with the valence electron of alkali metal solvated in liquid ammonia. The reduction generates a SWNT anion, which reacts with electrophiles resulting in the covalent attachment of functional groups to the tube surface. In this work, aryl halides or alcohols were used as electrophiles to yield arylated or hydrogenated SWNTs, respectively. At first, the goal was to modify SWNTs as a filler material for polystyrene. The use of five halogenated ethenylphenyl derivatives as electrophiles revealed that the structure of electrophile affected the success of functionalization and the solubility of SWNTs in polystyrene-toluene solution. The most successful functionalization and solubilization of SWNTs were achieved with 1-chloro-4-ethenylbenzene. In the second part, liquid ammonia was replaced with a new solvent, 1-methoxy-2-(2-methoxyethoxy)ethane (diglyme) in order to avoid the restrictions, hazards and inconvenience of its handling. The work concentrated on the study of alkali metal reduction of SWNTs in diglyme by the use of arylation with 4-iodobenzoic acid or 4-chlorobenzoic acid and hydrogenation as model reactions. Li, Na or K was used as an alkali metal while naphthalene or 1-tert-butyl-4-(4-tert-butylphenyl)benzene was used in order to enhance the solvation of electrons. As a result, functionalization was simplified and enhanced. Electrophile affected the functionalization in such a way that arylation was significantly more successful than hydrogenation. The effect of alkali metal and electron carrier varied with electrophile. The most successful hydrogenation was achieved with the complex of Li and 1-tert-butyl-4-(4-tert-butylphenyl)benzene while arylation was the most successful with the complex of K and naphthalene. The solubility of SWNTs in water, ethanol, methanol and dimethylformamide was clearly improved by arylation whereas hydrogenation led to moderate improvement. / Tiivistelmä Hiilinanoputket ovat ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi lupaava materiaali moniin sovelluksiin, mutta liukenemattomuus ja epäreaktiivisuus haittaavat niiden tehokasta hyödyntämistä. Käytettävyyttä voidaan parantaa kemiallisella modifioinnilla. Tässä työssä yksiseinäisiä hiilinanoputkia modifioitiin Birch-pelkistyksellä, joka perustuu putken pinnan pelkistykseen nestemäiseen ammoniakkiin solvatoituneella alkalimetallin valenssielektronilla. Pelkistyksessä hiilinanoputkesta muodostuu anioni, joka reagoi elektrofiilin kanssa johtaen funktionaalisten ryhmien kovalenttiseen sitoutumiseen putken pintaan. Tässä työssä hiilinanoputkia aryloitiin käyttämällä aryylihalideja elektrofiilinä tai vedytettiin käyttämällä alkoholia. Aluksi tavoitteena oli hiilinanoputkien modifiointi sellaiseen muotoon, että niitä voitaisiin käyttää polystyreenin täyteaineena. Viittä aryylihalidia käyttämällä havaittiin, että elektrofiilin rakenne vaikutti funktionalisoinnin määrään ja putkien liukoisuuteen polystyreeni-tolueeni-liuokseen. 1-Kloori-4-etenyylibentseenillä saavutettiin onnistunein arylointi ja paras liukoisuus. Työn toisessa osassa luovuttiin ammoniakin käytöstä siihen liittyvien rajoitteiden ja haittojen vuoksi. Keskityttiin hiilinanoputkien alkalimetallipelkistyksen tutkimiseen uudessa liuottimessa, 1-metoksi-2-(2-metoksietoksi)etaanissa (diglyymi). Mallireaktioina käytettiin arylointia 4-jodibentsoehapolla tai 4-klooribentsoehapolla ja vedytystä alkoholilla. Ammoniakin korvaaminen diglyymillä yksinkertaisti ja tehosti funktionalisointia. Reaktiot suoritettiin eri alkalimetalleilla (Li, Na tai K). Naftaleenia tai 1-tert-butyyli-4-(4-tert-butyylifenyyli)bentseeniä käytettiin elektronien solvatoinnin parantamiseksi. Elektrofiilin rakenne vaikutti funktionalisointiin siten, että aryylihalidi johti huomattavasti onnistuneempaan funktionalisointiin kuin alkoholi. Alkalimetallin ja elektroninkantajamolekyylin vaikutus vaihteli elektrofiilin mukaan. Litiumin käyttö 1-tert-butyyli-4-(4-tert-butyylifenyyli)bentseenin kanssa johti onnistuneimpaan vedytykseen. Kaliumin käyttö naftaleenin kanssa johti onnistuneimpaan arylointiin. Hiilinanoputkien liukoisuus vaihteli elektrofiilin mukaan. Arylointi paransi selkeästi hiilinanoputkien liukoisuutta veteen, etanoliin, metanoliin ja dimetyyliformamidiin. Vedytyksen vaikutus liukoisuuteen oli vähäisempi.

Abstract Point-of-care testing (POCT) is defined as laboratory tests performed outside the traditional clinical laboratory close to the patient at the time and place where care is received, such as hospitals and healthcare centers. The main reason for the use of POCT is that they provide rapid results and enable prompt interventions, with hopefully improved patient outcomes. All phases of laboratory procedure are included in POCT offering many opportunities for errors, which can influence on patients’ treatment. The measurements are more often performed by nurses than by laboratory professionals. These nurses have different kinds of professional backgrounds, e.g. public health nurses, registered and practical nurses, with minimal or no knowledge of laboratory procedures. The aim of the study was to develop a two-step training and management strategy for nurses to do POCT in hospital and primary healthcare center. In accordance with the strategy, with reasonable investment of laboratory resources, designated contact nurses were first trained in POCT by laboratory professionals, after which the contact nurses trained other nurses in POCT their respective units. Blood glucose, the most common point-of-care (POC) test, was chosen as an example to investigate the influence of training on the quality of the test performed by nurses. The quality of blood glucose measurements was studied by analyzing the control results obtained by nurses and biomedical laboratory scientists (BLSs). The study participants included nurses who were either untrained or trained to do POCT by using the developed interactive two-step training strategy. In conclusion, the nurses trained by using interactive two-step strategy achieved near-similar quality of blood glucose measurements as BLSs. The good quality of glucose measurements, once achieved by training, was also sustained in the long-term. / Tiivistelmä Määritelmän mukaan vieritutkimuksiksi kutsutaan laboratoriotutkimuksia, joita tehdään perinteisen laboratorion ulkopuolella, tarvittaessa lähellä potilasta sairaalassa ja perusterveydenhuollon alueella. Pääasiassa vieritutkimuksia tehdään silloin kun tulos halutaan saada nopeasti ennen hoitopäätöstä tai tulevaa toimenpidettä. Vieritutkimusten tekeminen sisältää kaikki laboratoriotyön vaiheet ja jokaisessa vaiheessa on mahdollisuus tehdä virheitä, jotka voivat vaikuttaa potilaiden hoitoon. Laboratorioammattilaisten sijaan määrityksiä tekevät yhä useammin hoitajat sairaalan eri yksiköissä ja perusterveydenhuollon alueella. Näillä hoitajilla on erilainen ammatillinen peruskoulutus, kuten perushoitajan tai sairaanhoitajan koulutus, ja heillä on vähän tai ei ollenkaan tietoa laboratoriomenetelmistä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää hoitajien vieritutkimustoimintaan koulutus- ja hallintomalli, joka toimisi sekä sairaalassa että terveyskeskuksessa. Strategian perusteena oli käyttää suhteellisen vähän laboratorioresursseja ja päästä silti hyvään laadulliseen lopputulokseen. Strategiaksi valittiin kaksiportainen, vuorovaikutteinen koulutusmalli, jossa laboratorioammattilaiset kouluttivat sairaalan ja perusterveydenhuollon yksiköissä ns. yhdyshenkilöt, jotka puolestaan kouluttivat edelleen oman yksikkönsä muut hoitajat tekemään vieritutkimuksia. Veren glukoosimääritys, joka on yleisin vieritutkimus, valittiin esimerkkitutkimukseksi tutkittaessa koulutuksen vaikutusta hoitajien tekemien vieritutkimusten laatuun. Veren glukoosimääritysten laatutasoa tutkittiin analysoimalla hoitajien ja laboratoriohoitajien tekemien kontrollinäytteiden tuloksia. Tutkimukseen osallistui hoitajia, jotka oli koulutettu kehitetyllä vuorovaikutteisella kaksiportaisella koulutusstrategialla vieritutkimusten tekemiseen, sekä hoitajia, jotka eivät olleet saaneet vastaavaa koulutusta. Koulutusmallin avulla hoitajien suorittamien vieritutkimusten laatu parani ja he saavuttivat lähes saman laatutason kuin laboratoriohoitajat. Hyvä, kerran saavutettu glukoosimääritysten laatutaso säilyi myös pitkällä aikajaksolla.

Abstract Software process assessment and improvement came under the spotlight in the discussion of software engineering when the Software Engineering Institute published the maturity model for software process capability determination in 1987. Since then, several new approaches and standards have been developed. This thesis introduces a European software process assessment and improvement methodology called BOOTSTRAP, which was initially developed in an ESPRIT project starting from lean and kaizen philosophy. The focus is on the evolution of methodology and how it was developed, using an experimental research approach. The work covers also enhancements to the methodology investigated in the SPICE, PROFES and TAPISTRY projects. The enhancements expand the original methodology into new specific application areas, keep it compliant with new quality standards and certification, improve the efficiency of the assessment method, enhance the focus from process to product and strengthen improvement monitoring and support. To address these areas, the new BOOTSTRAP methodology releases offer tailored and enhanced assessment reference models and enhanced assessment and improvement methods. The new features also facilitate more frequent and even continuous assessments with software measurement-based indicators. The thesis explains the origin and features of BOOTSTRAP software process assessment and improvement methodology and how it was developed for professional use. The discussion starts with the evolution of the methodology. Then the new trends and demands are introduced and new features of the BOOTSTRAP methodology described. The conclusion discusses how the methodology developed to be able successfully to support professional software process assessment, to align it with the evolution of software engineering, to adopt the features and requirements of the underlying standards in order to conform to the requirements set by ISO 15504 standard and to become validated in practice. / Tiivistelmä Ohjelmistoprosessin arvioinnista ja parantamisesta tuli ohjelmistotekniikan keskeinen kiinnostuksen kohde kun Carnegie-Mellon yliopiston ohjelmistotekniikan instituutti SEI julkaisi kypsyysmallinsa ohjelmistoprosessin kyvykkyyden arviointiin vuonna 1987. Siitä lähtien maailmalla on syntynyt lukuisa määrä uusia malleja ja standardeja tälle alueelle. Tässä väitöskirjassa esitellään eurooppalainen ohjelmistoprosessin arviointi- ja parantamismenetelmä BOOTSTRAP, joka kehitettiin alun perin Euroopan unionin ESPRIT tutkimusohjelman rahoittamassa projektissa lähtien japanilaisesta ohut-ajattelusta (Lean) ja sen jatkuvan parantamisen periaatteesta (Kaizen). Esitys keskittyy menetelmän kehittymiseen ja siihen miten menetelmä käytännössä kehitettiin käyttäen kokeellista tutkimustapaa teollisessa ympäristössä. Työ kattaa myös alkuperäiseen menetelmään tehdyt laajennukset, jotka syntyivät yhteistyössä SPICE, PROFES ja TAPISTRY projekteissa tehdyn tutkimuksen tuloksena. Tehdyt laajennukset mahdollistavat menetelmän käytön uusilla sovellusalueilla, takaavat menetelmän yhteensopivuuden alan laatu- ja sertifiointistandardien kanssa, parantavat menetelmän tehokkuutta, laajentavat menetelmän käyttöaluetta prosessin arvioinnista sisältämään myös tuotteen kehittämisen arvioinnin ja vahvistavat parantamisen seurantaa ja tukemista. Toteuttaakseen näiden uusien ominaisuuksien vaatimukset uudet BOOTSTRAP menetelmän julkistukset tarjoavat räätälöityjä ja laajennettuja mallikuvauksia arviointien tekemiseksi sekä entistä täydellisempiä lähestymistapoja arviointien suorittamiselle ja parantamiselle. Menetelmän uudet ominaisuudet mahdollistavat myös usein toistuvien arviointien suorittamisen ja jopa jatkuvan arvioinnin ohjelmisto-mittauksia hyödyntäen. Väitöskirjassa kuvataan yksityiskohtaisesti BOOTSTRAP menetelmän lähtö-kohdat ja ominaisuudet ja se kuinka menetelmä onnistuttiin kehittämään ammattimaiseen ohjelmistoprosessin arviointiin ja parantamiseen sopivaksi. Ensin kuvataan menetelmän kehittyminen ja sitten edetään alan uusien kehitystrendien ja vaatimusten esittelyyn siihen kuinka BOOTSTRAP menetelmä uudet ominaisuudet vastaavat näihin vaatimuksiin. Yhteenvedossa osoitetaan kuinka kehittämisessä onnistuttiin saamaan aikaan uusi menetelmä, joka sopii ammattimaiseen ohjelmistoprosessin arviointiin, vastaa kaikilta osin alan kehittymisen vaatimuksia, sisältää alan standardien vaatimukset täyttävät käytännössä koestetut ominaisuudet, jotka takaavat menetelmän vastaavuuden ISO 15504 standardin vaatimuksiin.