Dankie dat jy Nature.com besoek het.Die blaaierweergawe wat jy gebruik het beperkte CSS-ondersteuning.Vir die beste ervaring, beveel ons aan dat jy 'n opgedateerde blaaier gebruik (of versoenbaarheidsmodus in Internet Explorer deaktiveer).In die tussentyd, om volgehoue ​​ondersteuning te verseker, sal ons die webwerf sonder style en JavaScript weergee.
Spooranalise van vloeibare monsters het 'n wye reeks toepassings in die lewenswetenskappe en omgewingsmonitering.In hierdie werk het ons 'n kompakte en goedkoop fotometer ontwikkel wat gebaseer is op metaalgolfleierkapillêre (MCC's) vir ultrasensitiewe bepaling van absorpsie.Die optiese pad kan aansienlik vergroot word, en baie langer as die fisiese lengte van die MWC, omdat lig wat deur die geriffelde gladde metaal sywande verstrooi word binne die kapillêre vervat kan word, ongeag die invalshoek.Konsentrasies van so laag as 5.12 nM kan bereik word deur gebruik te maak van algemene chromogene reagense as gevolg van nuwe nie-lineêre optiese amplifikasie en vinnige monsterwisseling en glukose-opsporing.
Fotometrie word wyd gebruik vir spooranalise van vloeibare monsters as gevolg van die oorvloed van beskikbare chromogeniese reagense en halfgeleier opto-elektroniese toestelle1,2,3,4,5.In vergelyking met tradisionele kuvet-gebaseerde absorpsiebepaling, reflekteer vloeistofgolfleier (LWC) kapillêre (TIR) ​​​​deur die sondelig binne die kapillêre1,2,3,4,5 te hou.Sonder verdere verbetering is die optiese pad egter net naby aan die fisiese lengte van LWC3.6, en die verhoging van die LWC-lengte verder as 1.0 m sal ly aan sterk ligdemping en 'n hoë risiko van borrels, ens.3, 7. Met betrekking tot die voorgestelde multi-refleksiesel vir optiese padverbeterings, word die deteksielimiet slegs met 'n faktor van 8.95 verbeter.
Daar is tans twee hooftipes LWC, naamlik Teflon AF-kapillêre (met 'n brekingsindeks van slegs ~1.3, wat laer is as dié van water) en silika-kapillêre wat met Teflon AF of metaalfilms bedek is1,3,4.Om TIR by die koppelvlak tussen diëlektriese materiale te bereik, word materiale met 'n lae brekingsindeks en hoë liginvalshoeke benodig3,6,10.Met betrekking tot Teflon AF kapillêre, is Teflon AF asemhaalbaar as gevolg van sy poreuse struktuur3,11 en kan klein hoeveelhede stowwe in watermonsters absorbeer.Vir kwarts kapillêre wat aan die buitekant bedek is met Teflon AF of metaal, is die brekingsindeks van kwarts (1.45) hoër as die meeste vloeibare monsters (bv. 1.33 vir water)3,6,12,13.Vir kapillêre wat met 'n metaalfilm binne bedek is, is vervoereienskappe bestudeer14,15,16,17,18, maar die coatingproses is ingewikkeld, die oppervlak van die metaalfilm het 'n growwe en poreuse struktuur4,19.
Daarbenewens het kommersiële LWC's (AF Teflon Coated Capillaries en AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) 'n paar ander nadele, soos: vir foute..Die groot dooie volume van die TIR3,10, (2) T-koppelaar (om kapillêre, vesels en inlaat-/uitlaatbuise te verbind) kan lugborrels vasvang10.
Terselfdertyd is die bepaling van glukosevlakke van groot belang vir die diagnose van diabetes, sirrose van die lewer en geestesongesteldheid20.en baie opsporingsmetodes soos fotometrie (insluitend spektrofotometrie 21, 22, 23, 24, 25 en kolorimetrie op papier 26, 27, 28), galvanometrie 29, 30, 31, fluorometrie 32, 33, 34, 6 re optiese polarimetrie, 35, oppervlak.37, Fabry-Perot-holte 38, elektrochemie 39 en kapillêre elektroforese 40,41 ensovoorts.Die meeste van hierdie metodes vereis egter duur toerusting, en die opsporing van glukose by verskeie nanomolêre konsentrasies bly 'n uitdaging (byvoorbeeld vir fotometriese metings21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, die laagste konsentrasie glukose).die beperking was slegs 30 nM wanneer Pruisiese blou nanopartikels as peroksidase-nabootsers gebruik is).Nanomolêre glukose-ontledings word dikwels benodig vir sellulêre studies op molekulêre vlak, soos inhibisie van menslike prostaatkankergroei42 en die CO2-fiksasiegedrag van Prochlorococcus in die see.
In hierdie artikel is 'n kompakte, goedkoop fotometer wat gebaseer is op 'n metaalgolfleierkapillêre (MWC), 'n SUS316L vlekvrye staalkapillêre met 'n elektrogepoleerde binneoppervlak, ontwikkel vir ultrasensitiewe absorpsiebepaling.Aangesien lig binne metaalkapillêre vasgevang kan word, ongeag die invalshoek, kan die optiese pad aansienlik vergroot word deur ligverstrooiing op geriffelde en gladde metaaloppervlaktes, en is dit baie langer as die fisiese lengte van die MWC.Daarbenewens is 'n eenvoudige T-koppelaar ontwerp vir die optiese verbinding en vloeistofinlaat/uitlaat om dooie volume te minimaliseer en borrelvasvanging te vermy.Vir die 7 cm MWC-fotometer word die opsporingslimiet met ongeveer 3000 keer verbeter in vergelyking met die kommersiële spektrofotometer met 1 cm-kuvet as gevolg van die nuwe verbetering van die nie-lineêre optiese pad en vinnige monsterwisseling, en die glukose-opsporingskonsentrasie kan ook bereik word.slegs 5.12 nM met behulp van algemene chromogene reagense.
Soos getoon in Figuur 1, bestaan ​​die MWC-gebaseerde fotometer uit 'n 7 cm lange MWC met 'n EP-graad elektrogepoleerde binneoppervlak, 'n 505 nm LED met 'n lens, 'n verstelbare versterkingsfotodetektor, en twee vir optiese koppeling en vloeistofinvoer.Verlaat.'n Drierigtingklep wat aan die Pike-inlaatbuis gekoppel is, word gebruik om die inkomende monster om te skakel.Die Peek-buis pas styf teen die kwartsplaat en MWC, so die dooie volume in die T-verbinding word tot 'n minimum beperk, wat doeltreffend voorkom dat lugborrels vasgevang word.Daarbenewens kan die gekollimeerde balk maklik en doeltreffend in die MWC ingebring word deur die T-stuk kwartsplaat.
Die bundel en vloeistofmonster word in die MCC ingebring deur 'n T-stuk, en die bundel wat deur die MCC gaan, word deur 'n fotodetektor ontvang.Inkomende oplossings van gekleurde of blanko monsters is afwisselend in die ICC ingebring deur 'n drierigtingklep.Volgens Beer se wet kan die optiese digtheid van 'n gekleurde monster uit die vergelyking bereken word.1.10
waar Vcolor en Vblank die uitsetseine van die fotodetektor is wanneer kleur en blanko monsters onderskeidelik in die MCC ingebring word, en Vdark die agtergrondsein van die fotodetektor is wanneer die LED afgeskakel is.Die verandering in die uitsetsein ΔV = Vkleur–Vblank kan gemeet word deur monsters te skakel.Volgens die vergelyking.Soos getoon in Figuur 1, as ΔV baie kleiner is as Vblank–Vdark, wanneer 'n steekproefskakelingskema gebruik word, kan klein veranderinge in Vblank (bv. drywing) min effek op die AMWC-waarde hê.
Om die werkverrigting van die MWC-gebaseerde fotometer met die kuvette-gebaseerde spektrofotometer te vergelyk, is 'n rooi ink oplossing as die kleurmonster gebruik as gevolg van sy uitstekende kleurstabiliteit en goeie konsentrasie-absorbansie lineariteit, DI H2O as 'n blanko monster..Soos getoon in Tabel 1, is 'n reeks rooi inkoplossings voorberei deur die reeksverdunningsmetode met DI H2O as oplosmiddel.Die relatiewe konsentrasie van monster 1 (S1), onverdunde oorspronklike rooi verf, is as 1.0 bepaal.Op fig.Figuur 2 toon optiese foto's van 11 rooi inkmonsters (S4 tot S14) met relatiewe konsentrasies (gelys in Tabel 1) wat wissel van 8.0 × 10–3 (links) tot 8.2 × 10–10 (regs).
Die metingsresultate vir monster 6 word in Fig.3(a).Die punte van omskakeling tussen gekleurde en blanko monsters word in die figuur met dubbele pyle “↔” gemerk.Dit kan gesien word dat die uitsetspanning vinnig toeneem wanneer daar van kleurmonsters na blankomonsters oorgeskakel word en omgekeerd.Vkleur, Vblank en die ooreenstemmende ΔV kan verkry word soos in die figuur getoon.
(a) Metingsresultate vir monster 6, (b) monster 9, (c) monster 13, en (d) monster 14 met behulp van 'n MWC-gebaseerde fotometer.
Die metingsresultate vir monsters 9, 13 en 14 word in Fig.3(b)-(d), onderskeidelik.Soos getoon in Figuur 3(d), is die gemete ΔV slegs 5 nV, wat amper 3 keer die geraaswaarde (2 nV) is.'n Klein ΔV is moeilik om van geraas te onderskei.Dus het die opsporingsgrens 'n relatiewe konsentrasie van 8.2×10-10 bereik (monster 14).Met behulp van vergelykings.1. AMWC absorpsie kan bereken word uit gemete Vcolor, Vblank en Vdark waardes.Vir 'n fotodetektor met 'n wins van 104 Vdonker is -0.68 μV.Die metingsresultate vir alle monsters word in Tabel 1 opgesom en kan in die aanvullende materiaal gevind word.Soos getoon in Tabel 1, versadig absorbansie wat by hoë konsentrasies gevind word, dus kan absorbansie bo 3.7 nie met MWC-gebaseerde spektrometers gemeet word nie.
Ter vergelyking is 'n rooi inkmonster ook met 'n spektrofotometer gemeet en die gemete Akuvette-absorbansie word in Figuur 4 getoon. Die Akuvette-waardes by 505 nm (soos getoon in Tabel 1) is verkry deur te verwys na die kurwes van monsters 10, 11, of 12 (soos in die inlas getoon).na Fig. 4) as 'n basislyn.Soos aangetoon, het die opsporingslimiet 'n relatiewe konsentrasie van 2.56 x 10-6 bereik (monster 9) omdat die absorpsiekurwes van monsters 10, 11 en 12 nie van mekaar onderskeibaar was nie.Dus, wanneer die MWC-gebaseerde fotometer gebruik word, is die deteksielimiet met 'n faktor van 3125 verbeter in vergelyking met die kuvette-gebaseerde spektrofotometer.
Afhanklikheid absorpsie-konsentrasie word in Fig.5 aangebied.Vir kuvetmetings is die absorpsie eweredig aan die inkkonsentrasie by 'n padlengte van 1 cm.Terwyl, vir MWC-gebaseerde metings, 'n nie-lineêre toename in absorpsie by lae konsentrasies waargeneem is.Volgens Beer se wet is absorpsie eweredig aan die optiese padlengte, dus is die absorpsietoename AEF (gedefinieer as AEF = AMWC/Acuvette by dieselfde inkkonsentrasie) die verhouding van MWC tot die optiese padlengte van die kuvet.Soos getoon in Figuur 5, by hoë konsentrasies, is die konstante AEF ongeveer 7.0, wat redelik is aangesien die lengte van die MWC presies 7 keer die lengte van 'n 1 cm-kuvet is. By lae konsentrasies (verwante konsentrasie <1.28 × 10-5), neem AEF egter toe met dalende konsentrasie en sal 'n waarde van 803 bereik by verwante konsentrasie van 8.2 × 10-10 deur die kromme van kuvet-gebaseerde meting te ekstrapoleer. By lae konsentrasies (verwante konsentrasie <1.28 × 10-5), neem AEF egter toe met dalende konsentrasie en sal 'n waarde van 803 bereik by verwante konsentrasie van 8.2 × 10-10 deur die kromme van kuvet-gebaseerde meting te ekstrapoleer. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменицентрация достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измерюсния. By lae konsentrasies (relatiewe konsentrasie <1.28 × 10–5) neem die AEF egter toe met dalende konsentrasie en kan dit 'n waarde van 803 bereik by 'n relatiewe konsentrasie van 8.2 × 10–10 wanneer geëkstrapoleer vanaf 'n kuvet-gebaseerde metingkurwe.然而，在低浓度（相关浓度<1.28 × 10-5 ）下，AEF 随着浓度的降低怌增麎关浓度色皿的测量曲线，在相关浓度为8.2 × 10-10 时将达到803 的值。然而 ， 在 低 浓度 （相关 浓度 <1.28 × 10-5） ， ， ， ， ， ， AEF 随着 的 降低 人 五 债 并而 并而 ，比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8.2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达值。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается концентрации, концентрации и экстраполяции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,10 × 8,10 ×. By lae konsentrasies (relevante konsentrasies < 1,28 × 10-5) neem die AED egter toe met dalende konsentrasie, en wanneer dit vanaf 'n kuvet-gebaseerde metingskromme geëkstrapoleer word, bereik dit 'n relatiewe konsentrasiewaarde van 8,2 × 10-10 803.Dit lei tot 'n ooreenstemmende optiese pad van 803 cm (AEF × 1 cm), wat baie langer is as die fisiese lengte van die MWC, en selfs langer as die langste kommersieel beskikbare LWC (500 cm van World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC het 'n lengte van 200 cm).Hierdie nie-lineêre toename in absorpsie in die LWC is nie voorheen gerapporteer nie.
Op fig.6(a)-(c) toon onderskeidelik 'n optiese beeld, 'n mikroskoopbeeld en 'n optiese profileerderbeeld van die binneoppervlak van die MWC-afdeling.Soos in fig.6(a), is die binneoppervlak glad en blink, kan sigbare lig weerkaats en is dit hoogs reflektief.Soos in fig.6(b), as gevolg van die vervormbaarheid en kristallyne aard van die metaal, verskyn klein mesas en onreëlmatighede op die gladde oppervlak. Met die oog op klein area (<5 μm×5 μm), is die grofheid van die meeste oppervlak minder as 1.2 nm (Fig. 6(c)). Met die oog op 'n klein area (<5 μm×5 μm), is die grofheid van die meeste oppervlak minder as 1.2 nm (Fig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (ри)с. As gevolg van die klein area (<5 µm×5 µm), is die grofheid van die meeste van die oppervlak minder as 1.2 nm (Fig. 6(c)).考虑到小面积（<5 μm×5 μm），大多数表面的粗糙度小于1.2 nm（图6（c。）考虑到小面积（<5 μm×5 μm），大多数表面的粗糙度小于1.2 nm（图6（c。） Учитывая небольшую площадь (<5 мкм × 5 мкм), шероховатость большинства поверхностей составляет 6,2 maande. As die klein area (<5 µm × 5 µm) in ag geneem word, is die grofheid van die meeste oppervlaktes minder as 1.2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Optiese beeld, (b) mikroskoopbeeld, en (c) optiese beeld van die interne oppervlak van die MWC-snit.
Soos in fig.7(a), word die optiese pad LOP in die kapillêre bepaal deur die invalshoek θ (LOP = LC/sinθ, waar LC die fisiese lengte van die kapillêre is).Vir Teflon AF kapillêre gevul met DI H2O, moet die invalshoek groter wees as die kritieke hoek van 77.8°, dus is die LOP minder as 1.02 × LC sonder verdere verbetering3.6.Terwyl, met MWC, die opsluiting van lig binne die kapillêre onafhanklik van brekingsindeks of invalshoek is, so as die invalshoek afneem, kan die ligpad baie langer wees as die lengte van die kapillêre (LOP » LC).Soos in fig.7(b), kan die geriffelde metaaloppervlak ligverstrooiing veroorsaak, wat die optiese pad aansienlik kan verhoog.
Daarom is daar twee ligpaaie vir MWC: direkte lig sonder refleksie (LOP = LC) en saagtandlig met veelvuldige refleksies tussen die sywande (LOP » LC).Volgens Beer se wet kan die intensiteit van die oorgedrade direkte en sigsaglig onderskeidelik uitgedruk word as PS×exp(-α×LC) en PZ×exp(-α×LOP), waar die konstante α die absorpsiekoëffisiënt is, wat geheel en al van die inkkonsentrasie afhang.
Vir hoë konsentrasie ink (bv. verwante konsentrasie >1.28 × 10-5), is die sigsag-lig hoogs verswak en die intensiteit daarvan is baie laer as dié van reguit-lig, as gevolg van die groot absorpsie-koëffisiënt en sy veel langer optiese pad. Vir hoë konsentrasie ink (bv. verwante konsentrasie >1.28 × 10-5), is die sigsaglig hoogs verswak en die intensiteit daarvan is baie laer as dié van reguit lig, as gevolg van die groot absorpsie-koëffisiënt en sy veel langer optiese pad. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный загообразный о интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и горарадия излучения. Vir hoë konsentrasie ink (bv. relatiewe konsentrasie >1.28×10-5), is die sigsaglig sterk verswak en is die intensiteit daarvan baie laer as dié van direkte lig as gevolg van die groot absorpsiekoëffisiënt en baie langer optiese emissie.spoor.对于高浓度墨水（例如，相关浓度>1.28×10-5），Z字形光衰减很大，䅺弿，其强度由于吸收系数大，光学时间更长.对于 高浓度 墨水 （例如 ， 浓度 浓度> 1.28 × 10-5） ， z 字形 衰减 徺 大 徺 夿）光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 长 长 长 鿕 长 长 长 长 长Для чернил с высокой концентрацией (voorloper, релевантные концентрации >1,28×10-5) Для чернил с высокой концентрацией и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и боглощения и большого ремени. Vir hoë konsentrasie ink (bv. relevante konsentrasies >1.28×10-5), is die sigsaglig aansienlik verswak en is die intensiteit daarvan baie laer as dié van direkte lig as gevolg van die groot absorpsiekoëffisiënt en langer optiese tyd.klein pad.Dus het direkte lig die absorpsiebepaling (LOP=LC) oorheers en die AEF is konstant gehou op ~7.0. In teenstelling hiermee, wanneer die absorpsie-koëffisiënt verminder word met dalende inkkonsentrasie (bv. verwante konsentrasie <1.28 × 10-5), neem die intensiteit van sigsaglig vinniger toe as dié van reguit lig en dan begin sigsaglig 'n belangriker rol speel. In teenstelling hiermee, wanneer die absorpsie-koëffisiënt verminder word met dalende inkkonsentrasie (bv. verwante konsentrasie <1.28 × 10-5), neem die intensiteit van sigsaglig vinniger toe as dié van reguit lig en dan begin sigsaglig 'n belangriker rol speel. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (напримения, 2, 8, 2 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, en заратем начигно ет. Inteendeel, wanneer die absorpsiekoëffisiënt afneem met dalende inkkonsentrasie (byvoorbeeld die relatiewe konsentrasie <1,28×10-5), neem die intensiteit van die sigsaglig vinniger toe as dié van die direkte lig, en dan begin sigsaglig speel.belangriker rol.相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相关浓度庼<1.28×10-10度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一个更重要的角色。相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相兦 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 浓兦 浓. ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 雁重要 重要更 更 更 更 更 HI的角色. наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил я < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого, en тогнада зиге более важную роль. Omgekeerd, wanneer die absorpsiekoëffisiënt afneem met dalende inkkonsentrasie (byvoorbeeld die ooreenstemmende konsentrasie < 1,28×10-5), neem die intensiteit van die sigsaglig vinniger toe as die direkte lig, en dan begin die sigsaglig 'n belangriker rol speel.rol karakter.Daarom, as gevolg van die saagtand optiese pad (LOP » LC), kan die AEF baie meer as 7,0 verhoog word.Presiese ligtransmissie-eienskappe van MWC kan verkry word met behulp van golfleiermodusteorie.
Benewens die verbetering van die optiese pad, dra vinnige monsterwisseling ook by tot ultra-lae opsporingslimiete.As gevolg van die klein volume MCC (0,16 ml), kan die tyd wat nodig is om oplossings in MCC te verander, minder as 20 sekondes wees.Soos getoon in Figuur 5, is die minimum waarneembare waarde van AMWC (2.5 × 10–4) 4 keer laer as dié van Acuvette (1.0 × 10–3).Die vinnige omskakeling van die vloeiende oplossing in die kapillêre verminder die effek van stelselgeraas (bv. drywing) op die akkuraatheid van die absorpsieverskil in vergelyking met die retensieoplossing in die kuvet.Byvoorbeeld, soos in fig.3(b)-(d), kan ΔV maklik van 'n drywingsein onderskei word as gevolg van vinnige monsterwisseling in die klein volume kapillêre.
Soos getoon in Tabel 2, is 'n reeks glukose-oplossings teen verskillende konsentrasies berei deur gebruik te maak van DI H2O as oplosmiddel.Gekleurde of blanko monsters is voorberei deur glukose-oplossing of gedeïoniseerde water te meng met chromogeniese oplossings van glukose-oksidase (GOD) en peroksidase (POD) 37 in 'n vaste volume verhouding van 3:1, onderskeidelik.Op fig.8 toon optiese foto's van nege gekleurde monsters (S2-S10) met glukosekonsentrasies wat wissel van 2.0 mM (links) tot 5.12 nM (regs).Rooiheid neem af met dalende glukosekonsentrasie.
Die resultate van metings van monsters 4, 9 en 10 met 'n MWC-gebaseerde fotometer word in Fig.9(a)-(c), onderskeidelik.Soos in fig.9(c), word die gemete ΔV minder stabiel en neem stadig toe tydens die meting namate die kleur van die GOD-POD-reagens self (selfs sonder om glukose by te voeg) stadig in die lig verander.Opeenvolgende ΔV-metings kan dus nie vir monsters met 'n glukosekonsentrasie van minder as 5.12 nM (monster 10) herhaal word nie, want wanneer ΔV klein genoeg is, kan die onstabiliteit van die GOD-POD-reagens nie meer afgeskeep word nie.Daarom is die limiet van opsporing vir glukose-oplossing 5.12 nM, alhoewel die ooreenstemmende ΔV-waarde (0.52 µV) baie groter is as die geraaswaarde (0.03 µV), wat aandui dat 'n klein ΔV steeds opgespoor kan word.Hierdie opsporingslimiet kan verder verbeter word deur meer stabiele chromogeniese reagense te gebruik.
(a) Metingsresultate vir monster 4, (b) monster 9, en (c) monster 10 met behulp van 'n MWC-gebaseerde fotometer.
Die AMWC absorpsie kan bereken word deur die gemete Vcolor, Vblank en Vdark waardes te gebruik.Vir 'n fotodetektor met 'n wins van 105 Vdonker is -0,068 μV.Mates vir alle monsters kan in die aanvullende materiaal gestel word.Ter vergelyking is glukosemonsters ook met 'n spektrofotometer gemeet en die gemete absorpsie van Acuvette het 'n deteksielimiet van 0.64 µM (monster 7) bereik soos in Figuur 10 getoon.
Die verband tussen absorbansie en konsentrasie word in Figuur 11 voorgestel. Met die MWC-gebaseerde fotometer is 'n 125-voudige verbetering in deteksielimiet bereik in vergelyking met die kuvette-gebaseerde spektrofotometer.Hierdie verbetering is laer as die rooi ink-toets as gevolg van die swak stabiliteit van die GOD-POD-reagens.'n Nie-lineêre toename in absorpsie by lae konsentrasies is ook waargeneem.
Die MWC-gebaseerde fotometer is ontwikkel vir die ultra-sensitiewe opsporing van vloeibare monsters.Die optiese pad kan aansienlik vergroot word, en baie langer as die fisiese lengte van die MWC, omdat lig wat deur die geriffelde gladde metaal sywande verstrooi word binne die kapillêre vervat kan word, ongeag die invalshoek.Konsentrasies so laag as 5.12 nM kan bereik word deur gebruik te maak van konvensionele GOD-POD-reagense danksy nuwe nie-lineêre optiese versterking en vinnige monsterwisseling en glukose-opsporing.Hierdie kompakte en goedkoop fotometer sal wyd gebruik word in lewenswetenskappe en omgewingsmonitering vir spoorontleding.
Soos in Figuur 1 getoon, bestaan ​​die MWC-gebaseerde fotometer uit 'n 7 cm lange MWC (binne deursnee 1,7 mm, buitenste deursnee 3,18 mm, EP klas elektrogepoleerde binneoppervlak, SUS316L vlekvrye staal kapillêre), 'n 505 nm golflengte LED (Thorlabs veranderlike M505F1), lensveranderlike M505F1, Phorlabs-veranderlike M505F1, lensveranderlike M505F1. DB450C) en twee T-koppelaars vir optiese kommunikasie en vloeistof in/uit.Die T-koppelaar word gemaak deur 'n deursigtige kwartsplaat aan 'n PMMA-buis te bind waarin MWC- en Peek-buise (0.72 mm ID, 1.6 mm OD, Vici Valco Corp.) styf geplaas en vasgeplak is.'n Drierigtingklep wat aan die Pike-inlaatbuis gekoppel is, word gebruik om die inkomende monster om te skakel.Die fotodetektor kan die ontvangde optiese drywing P omskakel na 'n versterkte spanningsein N×V (waar V/P = 1.0 V/W by 1550 nm, versterking N kan met die hand in die reeks van 103-107 aangepas word).Vir bondigheid word V in plaas van N×V as die uitsetsein gebruik.
In vergelyking is 'n kommersiële spektrofotometer (Agilent Technologies Cary 300 reeks met R928 High Efficiency Photomultiplier) met 'n 1.0 cm kuvettesel ook gebruik om die absorpsie van vloeistofmonsters te meet.
Die binneoppervlak van die MWC-snit is ondersoek deur gebruik te maak van 'n optiese oppervlakprofileerder (ZYGO New View 5022) met 'n vertikale en laterale resolusie van onderskeidelik 0.1 nm en 0.11 µm.
Alle chemikalieë (analitiese graad, geen verdere suiwering nie) is aangekoop van Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Glukose-toetsstelle sluit in glukose-oksidase (GOD), peroksidase (POD), 4-aminoantipirien en fenol, ens. Die chromogeniese oplossing is deur die gewone GOD-POD 37-metode voorberei.
Soos getoon in Tabel 2, is 'n reeks glukose-oplossings by verskillende konsentrasies berei deur gebruik te maak van DI H2O as 'n verdunningsmiddel deur 'n reeksverdunningsmetode te gebruik (sien Aanvullende Materiaal vir besonderhede).Berei gekleurde of blanko monsters voor deur glukose-oplossing of gedeïoniseerde water met chromogeniese oplossing in 'n vaste volumeverhouding van 3:1 onderskeidelik te meng.Alle monsters is vir 10 minute voor meting by 37°C beskerm teen lig gestoor.In die GOD-POD-metode word gekleurde monsters rooi met 'n absorpsiemaksimum by 505 nm, en die absorpsie is amper eweredig aan die glukosekonsentrasie.
Soos getoon in Tabel 1, is 'n reeks rooi inkoplossings (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, China) voorberei deur die reeksverdunningsmetode met DI H2O as oplosmiddel.
Hoe om hierdie artikel aan te haal: Bai, M. et al.Kompakte fotometer gebaseer op metaal golfleier kapillêre: vir die bepaling van nanomolêre konsentrasies van glukose.die wetenskap.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Die verhoging van die akkuraatheid van vloeistofanalise en pH-waardebeheer deur gebruik te maak van 'n vloeistofkerngolfleier. Dress, P. & Franke, H. Die verhoging van die akkuraatheid van vloeistofanalise en pH-waardebeheer deur gebruik te maak van 'n vloeistofkerngolfleier.Dress, P. en Franke, H. Verbetering van die akkuraatheid van vloeistofanalise en pH-beheer met 'n vloeibare kerngolfleier. Dress, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pH 值控制的准确性. Dress, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pHDress, P. en Franke, H. Verbetering van die akkuraatheid van vloeistofanalise en pH-beheer deur gebruik te maak van vloeibare kerngolfleiers.Skakel oor na wetenskap.meter.68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Deurlopende kolorimetriese bepaling van spoorammonium in seewater met 'n langpad vloeibare golfleier kapillêre sel. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Deurlopende kolorimetriese bepaling van spoorammonium in seewater met 'n langpad vloeibare golfleier kapillêre sel.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ en Hansel, DA Deurlopende kolorimetriese bepaling van spoorhoeveelhede ammonium in seewater met behulp van 'n kapillêre sel met 'n vloeibare golfleier. Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA 用长程液体波导毛细管连续比色测定海水中的痕量铵。 Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ en Hansel, DA Deurlopende kolorimetriese bepaling van spoorhoeveelhede ammonium in seewater deur gebruik te maak van langafstand vloeibare golfleier kapillêre.Chemie in Maart.96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Oorsig oor onlangse toepassings van die vloeibare golfleier-kapillêre sel in vloeigebaseerde analisetegnieke om die sensitiwiteit van spektroskopiese opsporingsmetodes te verbeter. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Oorsig oor onlangse toepassings van die vloeibare golfleier-kapillêre sel in vloeigebaseerde analisetegnieke om die sensitiwiteit van spektroskopiese opsporingsmetodes te verbeter.Pascoa, RNMJ, Toth, IV en Rangel, AOSS 'n Oorsig van onlangse toepassings van die vloeibare golfleier kapillêre sel in vloeianalise tegnieke om die sensitiwiteit van spektroskopiese opsporing metodes te verbeter. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS.谱检测方法的灵敏度. Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵妏度 灵敏度 灵敏灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏底度 灵敏底 灵度 灵敏度敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV en Rangel, AOSS 'n Oorsig van onlangse toepassings van vloeibare golfleier kapillêre selle in vloei-gebaseerde analitiese metodes om die sensitiwiteit van spektroskopiese opsporing metodes te verbeter.anus.Chim.Wet 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Ondersoek na die dikte van Ag, AgI-films in die kapillêre vir hol golfleiers. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Ondersoek na die dikte van Ag, AgI-films in die kapillêre vir hol golfleiers.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. en Shen J. Ondersoek van dikte van films Ag, AgI in kapillêre vir hol golfleiers. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. 中空波导毛细管中Ag、AgI 薄膜厚度的研究。 Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Navorsing oor die dikte van dun film van Ag en AgI in die lugkanaal.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. en Shen J. Ondersoek van dun film dikte Ag, AgI in hol golfleier kapillêre.Infrarooi fisika.tegnologie 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bepaling van nanomolêre konsentrasies van fosfaat in natuurlike waters deur gebruik te maak van vloeiinspuiting met 'n lang padlengte vloeistofgolfleier kapillêre sel en vastetoestand spektrofotometriese opsporing. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bepaling van nanomolêre konsentrasies van fosfaat in natuurlike waters deur gebruik te maak van vloeiinspuiting met 'n lang padlengte vloeistofgolfleier kapillêre sel en vastetoestand spektrofotometriese opsporing.Gimbert, LJ, Haygarth, PM en Worsfold, PJ Bepaling van nanomolêre fosfaatkonsentrasies in natuurlike waters deur gebruik te maak van vloeiinspuiting met 'n vloeibare golfleier-kapillêre sel en vaste-toestand spektrofotometriese opsporing. Gimbert, LJ, Haygarth, PM en Worsfold, PJ.纳摩尔浓度的磷酸盐. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bepaling van fosfaatkonsentrasie in natuurlike water met behulp van 'n vloeibare spuit en langafstand vloeibare golfleier kapillêre buis.Gimbert, LJ, Haygarth, PM en Worsfold, PJ Bepaling van nanomolêre fosfaat in natuurlike water deur gebruik te maak van inspuitvloei en kapillêre golfleier met lang optiese pad en vastetoestand spektrofotometriese opsporing.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteit en effektiewe optiese padlengte van vloeibare golfleier kapillêre selle. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteit en effektiewe optiese padlengte van vloeibare golfleier kapillêre selle.Belz M., Dress P., Suhitsky A. en Liu S. Lineariteit en effektiewe optiese padlengte in vloeibare golfleiers in kapillêre selle. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. 液体波导毛细管细胞的线性和有效光程长度。 Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Die lineariteit en effektiewe lengte van vloeibare water.Belz M., Dress P., Suhitsky A. en Liu S. Lineêre en effektiewe optiese padlengte in kapillêre selvloeistofgolf.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Lig aan die einde van die tonnel: onlangse analitiese toepassings van vloeistof-kern golfleiers. Dallas, T. & Dasgupta, PK Lig aan die einde van die tonnel: onlangse analitiese toepassings van vloeistof-kern golfleiers.Dallas, T. en Dasgupta, PK Lig aan die einde van die tonnel: onlangse analitiese toepassings van vloeistofkerngolfleiers. Dallas, T. & Dasgupta, PK Lig aan die einde van die tonnel：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Lig aan die einde van die tonnel：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. en Dasgupta, PK Lig aan die einde van die tonnel: die nuutste analitiese toepassing van vloeistofkern-golfleiers.TrAC, tendens analise.Chemies.23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID 'n Veelsydige totale interne refleksie fotometriese opsporingsel vir vloeianalise. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID 'n Veelsydige totale interne refleksie fotometriese opsporingsel vir vloeianalise.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR en McKelvey, ID Universele fotometriese totale interne refleksiesel vir vloeianalise. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID 用于流量分析的多功能全内反射光度检测池。 Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, IDEllis, PS, Gentle, BS, Grace, MR en McKelvey, ID Universele TIR fotometriese sel vir vloeianalise.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-refleksie fotometriese vloeisel vir gebruik in vloei-inspuiting analise van riviermonding waters. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-refleksie fotometriese vloeisel vir gebruik in vloei-inspuiting analise van riviermonding waters.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ en McKelvey, ID 'n Multi-reflektansie fotometriese vloeisel vir gebruik in vloeianalise van riviermondingswater. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ en McKelvey, ID 'n Multi-reflektansie fotometriese vloeisel vir vloeiinspuiting analise in riviermonding waters.anus Chim.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Handfotometer gebaseer op vloeistofkern golfleier absorpsie opsporing vir nanoliter-skaal monsters. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Handfotometer gebaseer op vloeistofkern golfleier absorpsie opsporing vir nanoliter-skaal monsters.Pan, J.-Z., Yao, B. en Fang, K. 'n Handfotometer gebaseer op vloeistofkern golflengte absorpsie opsporing vir nanoliter-skaal monsters. Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. 基于液芯波导吸收检测的纳升级样品手持光度计。 Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Gebaseer op 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. en Fang, K. 'n Handfotometer met 'n nanoskaalmonster gebaseer op die opsporing van absorpsie in 'n vloeibare kerngolf.anus Chemiese.82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Verhoog die sensitiwiteit van inspuitvloeianalise deur 'n kapillêre vloeisel met 'n lang optiese pad vir spektrofotometriese opsporing te gebruik.anus.die wetenskap.22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Vloeibare kapillêre golfleier-toepassing in absorpsiespektroskopie (Antwoord op die kommentaar deur Byrne en Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Vloeibare kapillêre golfleier-toepassing in absorpsiespektroskopie (Antwoord op die kommentaar deur Byrne en Kaltenbacher).D'Sa, EJ en Steward, RG Toepassings van vloeibare kapillêre golfleiers in absorpsiespektroskopie (Antwoord op kommentaar deur Byrne en Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG 液体毛细管波导在吸收光谱中的应用（回复Byrne 和Kaltenbacher 的评论）。 D'Sa, EJ & Steward, RG Toepassing van vloeistof 毛绿波波对在absorpsiespektrum（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ en Steward, RG Vloeibare kapillêre golfleiers vir absorpsiespektroskopie (in reaksie op kommentaar deur Byrne en Kaltenbacher).limonol.Oseanograaf.46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Optiese veselverdwijnende veldabsorpsiesensor: Effek van veselparameters en geometrie van die sonde. Khijwania, SK & Gupta, BD Optiese veselverdwijnende veldabsorpsiesensor: Effek van veselparameters en geometrie van die sonde.Hijvania, SK en Gupta, BD Veseloptiese Evanescent Field Absorption Sensor: Invloed van veselparameters en sondegeometrie. Khijwania, SK & Gupta, BD 光纤倏逝场吸收传感器：光纤参数和探头几何形状的影响。 Khijwania, SK & Gupta, BDHijvania, SK en Gupta, BD Evanescent veld absorpsie optiese vesel sensors: invloed van vesel parameters en sonde meetkunde.Optics and Quantum Electronics 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Hoekuitset van hol, metaal-gevoerde, golfleier Raman-sensors. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Hoekuitset van hol, metaal-gevoerde, golfleier Raman-sensors.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. en Woodruff, SD Hoekuitset van holgolfleier Raman-sensors met metaalvoering. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD 空心金属内衬波导拉曼传感器的角输出。 Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. en Woodruff, SD Hoekuitset van 'n Raman-sensor met 'n kaalmetaalgolfleier.aansoek om 51, 2023-2025 (2012) te kies.
Harrington, JA 'n Oorsig van hol golfleiers vir IR transmissie.vesel integrasie.te kies.19, 211–227 (2000).