Благодарим ви, че посетихте Nature.com.Версията на браузъра, която използвате, има ограничена поддръжка на CSS.За най-добро изживяване ви препоръчваме да използвате актуализиран браузър (или да деактивирате режима на съвместимост в Internet Explorer).Междувременно, за да осигурим постоянна поддръжка, ние ще визуализираме сайта без стилове и JavaScript.
Анализът на следи от течни проби има широк спектър от приложения в науките за живота и мониторинга на околната среда.В тази работа ние разработихме компактен и евтин фотометър, базиран на метални вълноводни капиляри (MCCs) за ултрачувствително определяне на абсорбцията.Оптичният път може да бъде значително увеличен и много по-дълъг от физическата дължина на MWC, тъй като светлината, разпръсната от гофрираните гладки метални странични стени, може да се съдържа в капиляра, независимо от ъгъла на падане.Концентрации до 5,12 nM могат да бъдат постигнати с помощта на обикновени хромогенни реагенти благодарение на новото нелинейно оптично усилване и бързото превключване на пробите и откриването на глюкоза.
Фотометрията се използва широко за анализ на следи от течни проби поради изобилието от налични хромогенни реагенти и полупроводникови оптоелектронни устройства 1,2,3,4,5.В сравнение с традиционното определяне на абсорбцията на базата на кювета, капилярите на течния вълновод (LWC) отразяват (TIR), като задържат светлината на сондата вътре в капиляра 1,2,3,4,5.Въпреки това, без по-нататъшно подобрение, оптичният път е близо до физическата дължина на LWC3.6 и увеличаването на дължината на LWC над 1,0 m ще страда от силно затихване на светлината и висок риск от мехурчета и т.н.
Понастоящем има два основни вида LWC, а именно тефлонови AF капиляри (с индекс на пречупване само ~1,3, което е по-ниско от този на водата) и силициеви капиляри, покрити с тефлон AF или метални филми 1,3,4.За да се постигне TIR на интерфейса между диелектрични материали, са необходими материали с нисък индекс на пречупване и високи ъгли на падане на светлината3,6,10.По отношение на Teflon AF капилярите, Teflon AF е дишащ поради своята пореста структура3,11 и може да абсорбира малки количества вещества във водни проби.За кварцови капиляри, покрити отвън с тефлон AF или метал, индексът на пречупване на кварца (1,45) е по-висок от повечето течни проби (напр. 1,33 за вода)3,6,12,13.За капиляри, покрити с метален филм отвътре, транспортните свойства са изследвани 14, 15, 16, 17, 18, но процесът на покриване е сложен, повърхността на металния филм има грапава и пореста структура 4, 19.
В допълнение, търговските LWC (AF капиляри с тефлоново покритие и капиляри с тефлоново покритие AF, World Precision Instruments, Inc.) имат някои други недостатъци, като например: за грешки..Големият мъртъв обем на TIR3,10, (2) Т-конектор (за свързване на капиляри, влакна и входящи/изходящи тръби) може да улови въздушни мехурчета10.
В същото време определянето на нивата на глюкозата е от голямо значение за диагностиката на диабет, цироза на черния дроб и психични заболявания20.и много методи за откриване като фотометрия (включително спектрофотометрия 21, 22, 23, 24, 25 и колориметрия на хартия 26, 27, 28), галванометрия 29, 30, 31, флуорометрия 32, 33, 34, 35, оптична поляриметрия 36, повърхностен плазмонен резонанс.37, кухина на Фабри-Перо 38, електрохимия 39 и капилярна електрофореза 40,41 и т.н.Повечето от тези методи обаче изискват скъпо оборудване и откриването на глюкоза при няколко наномоларни концентрации остава предизвикателство (например за фотометрични измервания 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, най-ниската концентрация на глюкоза).ограничението беше само 30 nM, когато наночастиците от пруско синьо бяха използвани като имитатори на пероксидаза).Анализите на наномоларна глюкоза често са необходими за клетъчни изследвания на молекулярно ниво, като например инхибиране на растежа на рак на простатата при хора42 и поведението на фиксиране на CO2 на Prochlorococcus в океана.
В тази статия е разработен компактен, евтин фотометър, базиран на метален вълноводен капиляр (MWC), капиляр от неръждаема стомана SUS316L с електрополирана вътрешна повърхност, за ултрачувствително определяне на абсорбцията.Тъй като светлината може да бъде уловена в метални капиляри, независимо от ъгъла на падане, оптичният път може да бъде значително увеличен чрез разсейване на светлината върху гофрирани и гладки метални повърхности и е много по-дълъг от физическата дължина на MWC.Освен това е проектиран прост Т-конектор за оптична връзка и вход/изход за течност, за да се минимизира мъртвият обем и да се избегне улавянето на мехурчета.За 7 cm MWC фотометър границата на откриване е подобрена с около 3000 пъти в сравнение с търговския спектрофотометър с 1 cm кювета поради новото подобрение на нелинейния оптичен път и бързото превключване на пробата, като може да се постигне и концентрация на откриване на глюкоза.само 5,12 nM при използване на обикновени хромогенни реагенти.
Както е показано на фигура 1, базираният на MWC фотометър се състои от 7 cm дълъг MWC с електрополирана вътрешна повърхност от клас EP, 505 nm LED с леща, фотодетектор с регулируемо усилване и два за оптично свързване и въвеждане на течност.Изход.Трипътен вентил, свързан към входната тръба на Pike, се използва за превключване на входящата проба.Тръбата Peek приляга плътно към кварцовата плоча и MWC, така че мъртвият обем в Т-конектора е сведен до минимум, което ефективно предотвратява улавянето на въздушни мехурчета.В допълнение, колимираният лъч може лесно и ефикасно да бъде въведен в MWC през кварцовата плоча с T-образна част.
Лъчът и течната проба се въвеждат в MCC през Т-образна част, а лъчът, преминаващ през MCC, се приема от фотодетектор.Входящите разтвори на оцветени или празни проби се въвеждат последователно в ICC през трипътен вентил.Според закона на Беер, оптичната плътност на цветна проба може да се изчисли от уравнението.1.10
където Vcolor и Vblank са изходните сигнали на фотодетектора, когато цветните и празните проби се въвеждат съответно в MCC, а Vdark е фоновият сигнал на фотодетектора, когато светодиодът е изключен.Промяната в изходния сигнал ΔV = Vcolor–Vblank може да бъде измерена чрез превключване на проби.Според уравнението.Както е показано на Фигура 1, ако ΔV е много по-малък от Vblank–Vdark, когато се използва схема за превключване на вземане на проби, малки промени във Vblank (напр. дрейф) могат да имат малък ефект върху стойността на AMWC.
За да се сравни производителността на фотометъра, базиран на MWC, със спектрофотометъра, базиран на кювета, разтвор на червено мастило беше използван като цветна проба поради неговата отлична стабилност на цвета и добра линейност на концентрация-поглъщане, DI H2O като празна проба..Както е показано в таблица 1, серия от разтвори на червено мастило се приготвя чрез метода на серийно разреждане, като се използва DI H2O като разтворител.Относителната концентрация на проба 1 (S1), неразредена оригинална червена боя, се определя като 1,0.На фиг.Фигура 2 показва оптични снимки на 11 проби с червено мастило (S4 до S14) с относителни концентрации (изброени в таблица 1), вариращи от 8,0 × 10–3 (вляво) до 8,2 × 10–10 (вдясно).
Резултатите от измерването за проба 6 са показани на фиг.3(а).Точките на превключване между оцветени и празни проби са маркирани на фигурата с двойни стрелки „↔“.Може да се види, че изходното напрежение нараства бързо при превключване от цветни проби към празни проби и обратно.Vcolor, Vblank и съответното ΔV могат да бъдат получени, както е показано на фигурата.
(a) Резултати от измерване за проба 6, (b) проба 9, (c) проба 13 и (d) проба 14 с помощта на MWC-базиран фотометър.
Резултатите от измерванията за проби 9, 13 и 14 са показани на фиг.3(b)-(d), съответно.Както е показано на фигура 3(d), измереното ΔV е само 5 nV, което е почти 3 пъти стойността на шума (2 nV).Малкото ΔV е трудно да се различи от шума.По този начин границата на откриване достига относителна концентрация от 8.2×10-10 (проба 14).С помощта на уравнения.1. AMWC абсорбцията може да се изчисли от измерените стойности Vcolor, Vblank и Vdark.За фотодетектор с усилване от 104 Vdark е -0,68 μV.Резултатите от измерванията за всички проби са обобщени в таблица 1 и могат да бъдат намерени в допълнителния материал.Както е показано в таблица 1, абсорбцията, открита при високи концентрации, се насища, така че абсорбцията над 3,7 не може да бъде измерена със спектрометри, базирани на MWC.
За сравнение, проба с червено мастило също беше измерена със спектрофотометър и измерената абсорбция на Acuvette е показана на Фигура 4. Стойностите на Acuvette при 505 nm (както е показано в Таблица 1) бяха получени чрез позоваване на кривите на проби 10, 11 или 12 (както е показано във вмъкването).към фиг. 4) като базова линия.Както е показано, границата на откриване достигна относителна концентрация от 2,56 х 10-6 (проба 9), тъй като кривите на абсорбция на проби 10, 11 и 12 бяха неразличими една от друга.По този начин, когато се използва базиран на MWC фотометър, границата на откриване е подобрена с коефициент 3125 в сравнение със спектрофотометъра, базиран на кювета.
Зависимостта абсорбция-концентрация е представена на фиг.5.За кюветни измервания абсорбцията е пропорционална на концентрацията на мастилото при дължина на пътя от 1 cm.Докато при измервания, базирани на MWC, се наблюдава нелинейно увеличение на абсорбцията при ниски концентрации.Съгласно закона на Beer абсорбцията е пропорционална на дължината на оптичния път, така че усилването на абсорбцията AEF (дефинирано като AEF = AMWC/Acuvette при същата концентрация на мастило) е съотношението на MWC към дължината на оптичния път на кюветата.Както е показано на Фигура 5, при високи концентрации, постоянният AEF е около 7,0, което е разумно, тъй като дължината на MWC е точно 7 пъти дължината на 1 cm кювета. Въпреки това, при ниски концентрации (свързана концентрация <1,28 × 10-5), AEF се увеличава с намаляване на концентрацията и ще достигне стойност от 803 при свързана концентрация от 8,2 × 10-10 чрез екстраполиране на кривата на измерване, базирано на кювета. Въпреки това, при ниски концентрации (свързана концентрация <1,28 × 10-5), AEF се увеличава с намаляване на концентрацията и ще достигне стойност от 803 при свързана концентрация от 8,2 × 10-10 чрез екстраполиране на кривата на измерване, базирано на кювета. Въпреки това при ниски концентрации (относителна концентрация <1,28 × 10–5) AEF се увеличава с намалена концентрация и може да постигне стойности 803 при относителна концентрация 8,2 × 10–10 екстраполирани криви измервания на базата на кювети. Въпреки това, при ниски концентрации (относителна концентрация <1,28 × 10–5), AEF се увеличава с намаляване на концентрацията и може да достигне стойност от 803 при относителна концентрация от 8,2 × 10–10, когато се екстраполира от измервателна крива, базирана на кювета.然而，在低浓度（相关浓度<1,28 × 10-5）下，AEF 随着浓度的降低而增加，并且通过外推基于比色皿的测量曲线，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 而 ， 并且 通过 外推 基于比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8,2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达到803 值。 Въпреки това при ниски концентрации (релевантни концентрации < 1,28 × 10-5) АЕП се увеличава с намалена концентрация, и при екстраполиране на криво измерение на основата на кюветите тя достига стойности на относителна концентрация 8,2 × 10–10 803 . Въпреки това, при ниски концентрации (релевантни концентрации < 1,28 × 10-5) AED нараства с намаляване на концентрацията и когато се екстраполира от базирана на кювета измервателна крива, достига стойност на относителна концентрация от 8,2 × 10–10 803 .Това води до съответен оптичен път от 803 cm (AEF × 1 cm), което е много по-дълго от физическата дължина на MWC и дори по-дълго от най-дългия наличен в търговската мрежа LWC (500 cm от World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC е с дължина 200 cm).Това нелинейно увеличение на абсорбцията в LWC не е докладвано по-рано.
На фиг.6(a)-(c) показват съответно оптично изображение, изображение от микроскоп и изображение на оптичен профил на вътрешната повърхност на MWC секцията.Както е показано на фиг.6(a), вътрешната повърхност е гладка и лъскава, може да отразява видимата светлина и е силно отразяваща.Както е показано на фиг.6 (b), поради деформируемостта и кристалния характер на метала, малки мези и неравности се появяват на гладката повърхност. С оглед на малката площ (<5 μm × 5 μm), грапавостта на повечето повърхности е по-малка от 1,2 nm (фиг. 6 (c)). С оглед на малка площ (<5 μm × 5 μm), грапавостта на повечето повърхности е по-малка от 1,2 nm (фиг. 6 (c)). Във вид на малка площ (<5 мкм × 5 мкм) шероховатостта на по-голямата част от повърхността е по-малко от 1,2 nm (рис. 6(в)). Поради малката площ (<5 µm × 5 µm), грапавостта на по-голямата част от повърхността е по-малка от 1,2 nm (Фиг. 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））。 Учитываемата неголяма площ (<5 mkm × 5 mkm), шероховатостта на повечето повърхности е по-малко от 1,2 nm (рис. 6(в)). Като се има предвид малката площ (<5 µm × 5 µm), грапавостта на повечето повърхности е по-малка от 1,2 nm (фиг. 6(c)).
( a ) Оптично изображение, ( b ) микроскопско изображение и ( c ) оптично изображение на вътрешната повърхност на MWC разреза.
Както е показано на фиг.7(a), оптичният път LOP в капиляра се определя от ъгъла на падане θ (LOP = LC/sinθ, където LC е физическата дължина на капиляра).За тефлонови AF капиляри, пълни с DI H2O, ъгълът на падане трябва да бъде по-голям от критичния ъгъл от 77,8 °, така че LOP е по-малък от 1,02 × LC без допълнително подобрение3.6.Докато при MWC задържането на светлина вътре в капиляра не зависи от индекса на пречупване или ъгъла на падане, така че с намаляването на ъгъла на падане пътят на светлината може да бъде много по-дълъг от дължината на капиляра (LOP » LC).Както е показано на фиг.7(b), гофрираната метална повърхност може да предизвика разсейване на светлината, което може значително да увеличи оптичния път.
Следователно има два светлинни пътя за MWC: директна светлина без отражение (LOP = LC) и трионна светлина с множество отражения между страничните стени (LOP » LC).Съгласно закона на Beer, интензитетът на предаваната директна и зигзагообразна светлина може да се изрази съответно като PS×exp(-α×LC) и PZ×exp(-α×LOP), където константата α е коефициентът на поглъщане, който зависи изцяло от концентрацията на мастилото.
За мастило с висока концентрация (напр. свързана концентрация >1,28 × 10-5), зигзагообразната светлина е силно отслабена и нейният интензитет е много по-нисък от този на правата светлина, поради големия коефициент на поглъщане и много по-дългия й оптичен път. За мастило с висока концентрация (напр. свързана концентрация >1,28 × 10-5), зигзагообразната светлина е силно отслабена и нейният интензитет е много по-нисък от този на правата светлина, поради големия коефициент на поглъщане и много по-дългия оптичен път. За чернил с висока концентрация (например, относителна концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразният свет е силно затухнал, а неговата интензивност е много по-ниска, отколкото в правия свят, поради големия коефициент на поглъщане и много по-дългата оптична илюстрация. За мастило с висока концентрация (напр. относителна концентрация >1,28×10-5), зигзагообразната светлина е силно отслабена и нейният интензитет е много по-нисък от този на директната светлина поради големия коефициент на поглъщане и много по-дългото оптично излъчване.песен.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，其强度远低于直光，这是由于吸收系数大，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 很 大 ， 强度 远 低于 直光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长За чернил с висока концентрация (например релевантна концентрация >1,28×10-5) зигзагообразният свет значително отслабва и неговата интензивност е много по-ниска, отколкото в правия свят поради големия коефициент на поглъщане и по-дългото оптично време. За мастила с висока концентрация (напр. съответните концентрации >1,28×10-5), зигзагообразната светлина е значително отслабена и нейният интензитет е много по-нисък от този на директната светлина поради големия коефициент на поглъщане и по-дългото оптично време.малък път.По този начин директната светлина доминира при определянето на абсорбцията (LOP=LC) и AEF се поддържа постоянен при ~7,0. За разлика от това, когато коефициентът на поглъщане намалява с намаляване на концентрацията на мастилото (напр. свързана концентрация <1,28 × 10-5), интензитетът на зигзагообразната светлина се увеличава по-бързо от този на правата светлина и тогава зигзагообразната светлина започва да играе по-важна роля. За разлика от това, когато коефициентът на поглъщане намалява с намаляване на концентрацията на мастилото (напр. свързана концентрация <1,28 × 10-5), интензитетът на зигзагообразната светлина се увеличава по-бързо от този на правата светлина и тогава зигзагообразната светлина започва да играе по-важна роля. Напротив, когато коефициентът на поглъщане се намалява с намаляване на концентрацията на чернил (например, относителна концентрация <1,28 × 10-5), интензивността на зигзагообразния свят се увеличава по-бързо, отколкото в правия свят, и започва да играе зигзагообразен свет. Напротив, когато коефициентът на поглъщане намалява с намаляване на концентрацията на мастилото (например относителната концентрация <1,28 × 10-5), интензитетът на зигзагообразната светлина се увеличава по-бързо от този на директната светлина и тогава зигзагообразната светлина започва да възпроизвежда.по-важна роля.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<1,28×10-5，Z字形光的强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 ， 相关 浓度 浓度 <1,28 × 10-5） ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 个 重要 重要 重要 更 更 更更 更 更 更 更 HI的角色。 И обратно, когато коефициентът на поглъщане се намалява с намаляване на концентрацията на чернил (например, съответстваща концентрация < 1,28×10-5), интензивността на зигзагообразния свят се увеличава по-бързо, отколкото непосредствено, и тогава ролята на зигзагообразния свят започва да играе по-важна роля. Обратно, когато коефициентът на поглъщане намалява с намаляване на концентрацията на мастилото (например, съответната концентрация < 1,28×10-5), интензитетът на зигзагообразната светлина се увеличава по-бързо от директната светлина и тогава зигзагообразната светлина започва да играе по-важна роля.ролеви характер.Следователно, благодарение на трионообразния оптичен път (LOP » LC), AEF може да се увеличи много повече от 7,0.Точните характеристики на предаване на светлина на MWC могат да бъдат получени с помощта на теорията на вълноводния режим.
В допълнение към подобряването на оптичния път, бързото превключване на пробите също допринася за ултра ниските граници на откриване.Поради малкия обем на MCC (0,16 ml), времето, необходимо за превключване и смяна на разтворите в MCC, може да бъде по-малко от 20 секунди.Както е показано на фигура 5, минималната откриваема стойност на AMWC (2,5 × 10–4) е 4 пъти по-ниска от тази на Acuvette (1,0 × 10–3).Бързото превключване на течащия разтвор в капиляра намалява ефекта от системния шум (напр. дрейф) върху точността на разликата в абсорбцията в сравнение със задържания разтвор в кюветата.Например, както е показано на фиг.3(b)-(d), ΔV може лесно да се различи от дрейф сигнал поради бързото превключване на пробата в капиляра с малък обем.
Както е показано в таблица 2, набор от глюкозни разтвори с различни концентрации бяха приготвени с използване на DI H2O като разтворител.Оцветените или празни проби се приготвят чрез смесване на глюкозен разтвор или дейонизирана вода с хромогенни разтвори на глюкозооксидаза (GOD) и пероксидаза (POD) 37 във фиксирано обемно съотношение съответно 3:1.На фиг.8 показва оптични снимки на девет оцветени проби (S2-S10) с концентрации на глюкоза, вариращи от 2.0 mM (вляво) до 5.12 nM (вдясно).Зачервяването намалява с намаляване на концентрацията на глюкоза.
Резултатите от измерванията на проби 4, 9 и 10 с фотометър на базата на MWC са показани на фиг.9(a)-(c), съответно.Както е показано на фиг.9(c), измереното ΔV става по-малко стабилно и бавно се увеличава по време на измерването, тъй като цветът на самия GOD-POD реагент (дори без добавяне на глюкоза) бавно се променя на светлината.По този начин последователните измервания на ΔV не могат да бъдат повторени за проби с концентрация на глюкоза по-малка от 5,12 nM (проба 10), тъй като когато ΔV е достатъчно малък, нестабилността на реагента GOD-POD вече не може да бъде пренебрегвана.Следователно границата на откриване за разтвор на глюкоза е 5,12 nM, въпреки че съответната стойност на ΔV (0,52 µV) е много по-голяма от стойността на шума (0,03 µV), което показва, че малък ΔV все още може да бъде открит.Тази граница на откриване може да бъде допълнително подобрена чрез използване на по-стабилни хромогенни реагенти.
(a) Резултати от измерване за проба 4, (b) проба 9 и (c) проба 10 с помощта на MWC-базиран фотометър.
AMWC абсорбцията може да се изчисли с помощта на измерените стойности Vcolor, Vblank и Vdark.За фотодетектор с усилване от 105 Vdark е -0,068 μV.Измерванията за всички проби могат да бъдат зададени в допълнителния материал.За сравнение, пробите от глюкоза също бяха измерени със спектрофотометър и измерената абсорбция на Acuvette достигна граница на откриване от 0,64 µM (проба 7), както е показано на Фигура 10.
Връзката между абсорбцията и концентрацията е представена на Фигура 11. С фотометъра, базиран на MWC, е постигнато 125-кратно подобрение в границата на откриване в сравнение със спектрофотометъра, базиран на кювета.Това подобрение е по-ниско от анализа с червено мастило поради слабата стабилност на реагента GOD-POD.Наблюдава се също нелинейно увеличение на абсорбцията при ниски концентрации.
Базираният на MWC фотометър е разработен за ултрачувствително откриване на течни проби.Оптичният път може да бъде значително увеличен и много по-дълъг от физическата дължина на MWC, тъй като светлината, разпръсната от гофрираните гладки метални странични стени, може да се съдържа в капиляра, независимо от ъгъла на падане.Концентрации до 5,12 nM могат да бъдат постигнати с помощта на конвенционалните GOD-POD реагенти благодарение на новото нелинейно оптично усилване и бързото превключване на пробите и откриването на глюкоза.Този компактен и евтин фотометър ще се използва широко в науките за живота и мониторинга на околната среда за анализ на следи.
Както е показано на фигура 1, базираният на MWC фотометър се състои от дълъг 7 cm MWC (вътрешен диаметър 1,7 mm, външен диаметър 3,18 mm, електрополирана вътрешна повърхност от клас EP, капиляр от неръждаема стомана SUS316L), светодиод с дължина на вълната 505 nm (Thorlabs M505F1) и лещи (разпространение на лъча около 6,6 градуса), фотодетектор с променливо усилване (T horlabs PDB450C) и два Т-конектора за оптична комуникация и течност in/out.T-конекторът е направен чрез свързване на прозрачна кварцова плоча към PMMA тръба, в която MWC и Peek тръби (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.) са плътно вкарани и залепени.Трипътен вентил, свързан към входната тръба на Pike, се използва за превключване на входящата проба.Фотодетекторът може да преобразува получената оптична мощност P в сигнал за усилено напрежение N×V (където V/P = 1,0 V/W при 1550 nm, усилването N може да се регулира ръчно в диапазона 103-107).За краткост V се използва вместо N×V като изходен сигнал.
За сравнение, търговски спектрофотометър (серия Cary 300 на Agilent Technologies с високоефективен фотоумножител R928) с кюветна клетка 1,0 cm също беше използван за измерване на абсорбцията на течни проби.
Вътрешната повърхност на MWC разреза беше изследвана с помощта на оптичен профилиращ повърхност (ZYGO New View 5022) с вертикална и странична разделителна способност от 0.1 nm и 0.11 µm, съответно.
Всички химикали (аналитична степен, без допълнително пречистване) са закупени от Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Комплектите за тестване на глюкоза включват глюкозооксидаза (GOD), пероксидаза (POD), 4-аминоантипирин и фенол и др. Хромогенният разтвор се приготвя по обичайния метод GOD-POD 37.
Както е показано в Таблица 2, редица глюкозни разтвори с различни концентрации бяха приготвени с помощта на DI H2O като разредител, като се използва метод на серийно разреждане (вижте Допълнителни материали за подробности).Пригответе оцветени или празни проби чрез смесване на глюкозен разтвор или дейонизирана вода с хромогенен разтвор във фиксирано обемно съотношение съответно 3:1.Всички проби се съхраняват при 37°C защитени от светлина за 10 минути преди измерването.При метода GOD-POD оцветените проби стават червени с максимум на абсорбция при 505 nm, като абсорбцията е почти пропорционална на концентрацията на глюкоза.
Както е показано в таблица 1, серия от разтвори на червено мастило (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Китай) бяха приготвени чрез метода на серийно разреждане, използвайки DI H2O като разтворител.
Как да цитирам тази статия: Bai, M. et al.Компактен фотометър, базиран на метални вълноводни капиляри: за определяне на наномоларни концентрации на глюкоза.науката.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Повишаване на точността на анализа на течности и контрола на pH-стойността с помощта на вълновод с течно ядро. Dress, P. & Franke, H. Повишаване на точността на анализа на течности и контрола на pH-стойността с помощта на вълновод с течно ядро.Dress, P. и Franke, H. Подобряване на точността на анализа на течности и контрола на pH с вълновод с течна сърцевина. 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. и Franke, H. Подобряване на точността на анализа на течности и контрола на pH с помощта на вълноводи с течно ядро.Преминете към науката.метър.68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Непрекъснато колориметрично определяне на следи от амоний в морска вода с течна вълноводна капилярна клетка с дълъг път. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Непрекъснато колориметрично определяне на следи от амоний в морска вода с течна вълноводна капилярна клетка с дълъг път.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ и Hansel, DA Непрекъснато колориметрично определяне на следи от амоний в морска вода с помощта на капилярна клетка с течен вълновод. 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 и Hansel, DA Непрекъснато колориметрично определяне на следи от амоний в морска вода с помощта на течни вълноводни капиляри с голям обхват.Химия през март.96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Преглед на последните приложения на течната вълноводна капилярна клетка в техники за анализ, базирани на потока, за подобряване на чувствителността на методите за спектроскопско откриване. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Преглед на последните приложения на течната вълноводна капилярна клетка в техники за анализ, базирани на потока, за подобряване на чувствителността на методите за спектроскопско откриване.Pascoa, RNMJ, Toth, IV и Rangel, AOSS Преглед на последните приложения на течната вълноводна капилярна клетка в техники за анализ на потока за подобряване на чувствителността на методите за спектроскопско откриване. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS 回顾液体波导毛细管单元在基于流动的分析技术中的最新应用，以提高光谱检测方法的灵敏度。 Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss 回顾 液体 毛细管 单元 在 基于 的 分析 技术 中 的 最新 ， 以 提高 检测方法 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 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV и Rangel, AOSS Преглед на последните приложения на течни вълноводни капилярни клетки в базирани на потока аналитични методи за повишаване на чувствителността на методите за спектроскопско откриване.анус.Чим.Акт 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Изследване на дебелината на Ag, AgI филми в капиляра за кухи вълноводи. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Изследване на дебелината на Ag, AgI филми в капиляра за кухи вълноводи.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. и Shen J. Изследване на дебелината на филми Ag, AgI в капиляри за кухи вълноводи. 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. Изследване на дебелината на тънък слой от Ag и AgI във въздуховода.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. и Shen J. Изследване на дебелината на тънък слой Ag, AgI в кухи вълноводни капиляри.Инфрачервена физика.технология 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Определяне на наномоларни концентрации на фосфат в природни води чрез инжектиране на поток с течна вълноводна капилярна клетка с дълга дължина на пътя и спектрофотометрично откриване в твърдо състояние. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Определяне на наномоларни концентрации на фосфат в природни води чрез инжектиране на поток с течна вълноводна капилярна клетка с дълга дължина на пътя и спектрофотометрично откриване в твърдо състояние.Gimbert, LJ, Haygarth, PM и Worsfold, PJ Определяне на концентрации на наномоларни фосфати в естествени води чрез инжектиране на поток с течна вълноводна капилярна клетка и спектрофотометрично откриване в твърдо състояние. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ 使用流动注射和长光程液体波导毛细管和固态分光光度检测法测定天然水中纳摩尔浓度的磷酸盐。 Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Определяне на концентрацията на фосфат в естествена вода с помощта на спринцовка за течности и капилярна тръба с течен вълновод с голям обсег.Gimbert, LJ, Haygarth, PM и Worsfold, PJ Определяне на наномоларен фосфат в естествена вода с помощта на инжекционен поток и капилярен вълновод с дълъг оптичен път и спектрофотометрично откриване в твърдо състояние.Таранта 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Линейност и ефективна дължина на оптичния път на течни вълноводни капилярни клетки. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Линейност и ефективна дължина на оптичния път на течни вълноводни капилярни клетки.Belz M., Dress P., Suhitsky A. и Liu S. Линейност и ефективна оптична дължина на пътя в течни вълноводи в капилярни клетки. 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. Линейността и ефективната дължина на течна вода.Belz M., Dress P., Suhitsky A. и Liu S. Линейна и ефективна оптична дължина на пътя в течна вълна на капилярна клетка.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Светлина в края на тунела: скорошни аналитични приложения на вълноводи с течна сърцевина. Dallas, T. & Dasgupta, PK Светлина в края на тунела: скорошни аналитични приложения на вълноводи с течна сърцевина.Dallas, T. и Dasgupta, PK Светлина в края на тунела: скорошни аналитични приложения на вълноводи с течна сърцевина. Dallas, T. & Dasgupta, PK Светлина в края на тунела：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Светлина в края на тунела：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. и Dasgupta, PK Светлина в края на тунела: най-новото аналитично приложение на вълноводи с течна сърцевина.TrAC, анализ на тенденциите.химически.23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Универсална фотометрична клетка за пълно вътрешно отражение за анализ на потока. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Универсална фотометрична клетка за пълно вътрешно отражение за анализ на потока.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR и McKelvey, ID Универсална фотометрична клетка за пълно вътрешно отражение за анализ на потока. 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 и McKelvey, ID Универсална TIR фотометрична клетка за анализ на потока.Таранта 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Многоотражателна фотометрична проточна клетка за използване при анализ на инжектиране на потока на естуарни води. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Многоотражателна фотометрична проточна клетка за използване при анализ на инжектиране на потока на естуарни води.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ и McKelvey, ID Фотометрична проточна клетка с множество отражения за използване при анализ на потока на естуарни води. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID 多反射光度流动池，用于河口水域的流动注入分析。 Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ и McKelvey, ID Фотометрична проточна клетка с множество отражения за анализ на инжектиране на потока в естуарни води.анус Чим.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Ръчен фотометър, базиран на откриване на абсорбция на вълновод с течна сърцевина за проби от нанолитър мащаб. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Ръчен фотометър, базиран на откриване на абсорбция на вълновод с течна сърцевина за проби от нанолитър мащаб.Pan, J.-Z., Yao, B. и Fang, K. Ръчен фотометър, базиран на откриване на поглъщане на дължина на вълната в течно ядро ​​за проби от нанолитър мащаб. 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. Въз основа на 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. и Fang, K. Ръчен фотометър с наномащабна проба, базирана на откриване на абсорбция във вълна от течно ядро.анус Химически.82, 3394–3398 (2010).
Джан, Ж.-З.Увеличете чувствителността на анализа на инжекционния поток, като използвате капилярна поточна клетка с дълъг оптичен път за спектрофотометрично откриване.анус.науката.22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Приложение на течен капилярен вълновод в абсорбционната спектроскопия (Отговор на коментара на Byrne и Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Приложение на течен капилярен вълновод в абсорбционната спектроскопия (Отговор на коментара на Byrne и Kaltenbacher).D'Sa, EJ и Steward, RG Приложения на течни капилярни вълноводи в абсорбционната спектроскопия (Отговор на коментари от Byrne и 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 Приложение на течен 毛绿波波对在спектър на абсорбция（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ и Steward, RG Течни капилярни вълноводи за абсорбционна спектроскопия (в отговор на коментарите на Byrne и Kaltenbacher).лимонол.Океанограф.46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Сензор за поглъщане на еванесцентно поле от оптични влакна: Ефект от параметрите на влакното и геометрията на сондата. Khijwania, SK & Gupta, BD Сензор за поглъщане на еванесцентно поле от оптични влакна: Ефект от параметрите на влакното и геометрията на сондата.Hijvania, SK и Gupta, BD Сензор за поглъщане на изчезващо поле от оптични влакна: Влияние на параметрите на влакното и геометрията на сондата. 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 и Gupta, BD Сензори за оптични влакна с бавно поглъщане на полето: влияние на параметрите на влакната и геометрията на сондата.Оптика и квантова електроника 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Ъглов изход на кухи, облицовани с метал, вълноводни Raman сензори. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Ъглов изход на кухи, облицовани с метал, вълноводни Raman сензори.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. и Woodruff, SD Ъглов изход на кухи вълноводни Raman сензори с метална облицовка. 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. и Woodruff, SD Ъглов изход на Raman сензор с гол метален вълновод.приложение за избор 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Преглед на кухи вълноводи за IR предаване.интеграция на влакна.да избера.19, 211–227 (2000).