Salamat sa pagbisita sa Nature.com.Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta sa CSS.Alang sa labing kaayo nga kasinatian, among girekomenda nga mogamit ka usa ka bag-ong browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer).Sa kasamtangan, aron masiguro ang padayon nga suporta, among ihatag ang site nga walay mga estilo ug JavaScript.
Ang pagsubay sa pag-analisa sa mga sample sa likido adunay daghang mga aplikasyon sa mga siyensya sa kinabuhi ug pag-monitor sa kalikopan.Niini nga trabaho, nakahimo kami og usa ka compact ug barato nga photometer base sa metal waveguide capillaries (MCCs) alang sa ultrasensitive nga determinasyon sa pagsuyup.Ang optical nga agianan mahimong madugangan pag-ayo, ug mas taas pa kay sa pisikal nga gitas-on sa MWC, tungod kay ang kahayag nga nagkatag sa corrugated smooth metal sidewalls mahimong masulod sa sulod sa capillary bisan unsa pa ang anggulo sa insidente.Ang mga konsentrasyon nga ubos sa 5.12 nM mahimong makab-ot gamit ang komon nga chromogenic reagents tungod sa bag-ong non-linear optical amplification ug paspas nga sample switching ug glucose detection.
Ang Photometry kaylap nga gigamit alang sa pagsubay sa pagtuki sa mga sample sa likido tungod sa kadaghan sa magamit nga chromogenic reagents ug semiconductor optoelectronic nga mga aparato1,2,3,4,5.Kung itandi sa tradisyonal nga cuvette-based absorbance determination, liquid waveguide (LWC) capillaries reflect (TIR) ​​​​ pinaagi sa pagpadayon sa probe light sulod sa capillary1,2,3,4,5.Bisan pa, kung wala’y dugang nga pag-uswag, ang optical nga agianan duol ra sa pisikal nga gitas-on sa LWC3.6, ug ang pagdugang sa gitas-on sa LWC nga lapas sa 1.0 m mag-antos sa kusog nga pagpahinay sa kahayag ug usa ka taas nga peligro sa mga bula, ug uban pa.3, 7. Mahitungod sa gisugyot nga multi-reflection cell alang sa mga pag-uswag sa optical path, ang limitasyon sa pagkakita gipauswag lamang sa usa ka hinungdan nga 2.5-8.9.
Sa pagkakaron adunay duha ka nag-unang matang sa LWC, nga mao ang Teflon AF capillaries (adunay refractive index nga ~1.3, nga mas ubos kay sa tubig) ug silica capillaries nga adunay sapaw sa Teflon AF o metal films1,3,4.Aron makab-ot ang TIR sa interface tali sa dielectric nga mga materyales, ang mga materyales nga adunay ubos nga refractive index ug taas nga anggulo sa insidente sa kahayag gikinahanglan3,6,10.Mahitungod sa Teflon AF capillaries, ang Teflon AF makaginhawa tungod sa porous nga istruktura niini3,11 ug makasuhop ug gamay nga mga substansiya sa mga sample sa tubig.Para sa mga quartz capillaries nga adunay sapaw sa gawas sa Teflon AF o metal, ang refractive index sa quartz (1.45) mas taas kay sa kadaghanan nga liquid samples (eg 1.33 para sa tubig)3,6,12,13.Alang sa mga capillary nga adunay sapaw sa usa ka metal nga pelikula sa sulod, ang mga kabtangan sa transportasyon gitun-an14,15,16,17,18, apan ang proseso sa pagpatong mao ang komplikado, ang nawong sa metal nga pelikula adunay usa ka bagis ug porous nga istruktura4,19.
Dugang pa, ang mga komersyal nga LWC (AF Teflon Coated Capillaries ug AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) adunay uban pang mga disbentaha, sama sa: alang sa mga sayup..Ang dako nga dead volume sa TIR3,10, (2) T-connector (aron magkonektar sa mga capillaries, fibers, ug inlet/outlet tubes) mahimong makalit-ag sa mga bula sa hangin10.
Sa parehas nga oras, ang pagtino sa lebel sa glucose hinungdanon kaayo alang sa pagdayagnos sa diabetes, cirrhosis sa atay ug sakit sa pangisip20.ug daghang pamaagi sa pag-detect sama sa photometry (lakip ang spectrophotometry 21, 22, 23, 24, 25 ug colorimetry sa papel 26, 27, 28), galvanometry 29, 30, 31, fluorometry 32, 33, 34, 35, opticalson polarimetry 36, surface plasmon re.37, Fabry-Perot cavity 38, electrochemistry 39 ug capillary electrophoresis 40,41 ug uban pa.Bisan pa, kadaghanan niini nga mga pamaagi nanginahanglan mahal nga kagamitan, ug ang pag-ila sa glucose sa daghang mga konsentrasyon sa nanomolar nagpabilin nga usa ka hagit (pananglitan, alang sa mga pagsukod sa photometric21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, ang labing ubos nga konsentrasyon sa glucose).ang limitasyon kay 30 nM lang sa dihang ang Prussian blue nanoparticle gigamit isip peroxidase mimics).Ang pag-analisa sa nanomolar glucose sagad gikinahanglan alang sa lebel sa molekula nga mga pagtuon sa cellular sama sa pagpugong sa pagtubo sa kanser sa prostate sa tawo42 ug ang pamatasan sa pag-ayo sa CO2 sa Prochlorococcus sa kadagatan.
Niini nga artikulo, usa ka compact, barato nga photometer base sa usa ka metal waveguide capillary (MWC), usa ka SUS316L nga stainless steel nga capillary nga adunay electropolish nga sulud sa sulud, gihimo alang sa ultrasensitive nga pagsuyup nga determinasyon.Tungod kay ang kahayag mahimong ma-trap sa sulod sa metal nga mga capillaries bisan unsa pa ang anggulo sa insidente, ang optical path mahimong madugangan pag-ayo pinaagi sa pagsabwag sa kahayag sa corrugated ug hamis nga metal nga mga ibabaw, ug mas taas pa kay sa pisikal nga gitas-on sa MWC.Dugang pa, ang usa ka yano nga T-connector gidisenyo alang sa optical connection ug fluid inlet/outlet aron mamenosan ang dead volume ug malikayan ang bubble entrapment.Alang sa 7 cm MWC photometer, ang limitasyon sa detection gipauswag sa mga 3000 ka beses kumpara sa commercial spectrophotometer nga adunay 1 cm nga cuvette tungod sa bag-ong pagpalambo sa non-linear optical path ug paspas nga sample switching, ug ang glucose detection concentration mahimo usab nga makab-ot.5.12 nM lamang gamit ang komon nga chromogenic reagents.
Sama sa gipakita sa Figure 1, ang MWC-based photometer naglangkob sa usa ka 7 cm ang gitas-on nga MWC nga adunay usa ka EP grade electropolished inner surface, usa ka 505 nm LED nga adunay lens, usa ka adjustable gain photodetector, ug duha alang sa optical coupling ug liquid input.Paggawas.Ang usa ka tulo-ka-way nga balbula nga konektado sa Pike inlet tube gigamit sa pagbalhin sa umaabot nga sample.Ang Peek tube mohaum pag-ayo batok sa quartz plate ug MWC, mao nga ang patay nga gidaghanon sa T-connector gitipigan sa usa ka minimum, nga epektibo nga makapugong sa mga bula sa hangin nga ma-trap.Dugang pa, ang collimated beam mahimong dali ug episyente nga ipaila sa MWC pinaagi sa T-piece quartz plate.
Ang beam ug liquid sample gipasulod sa MCC pinaagi sa T-piece, ug ang beam nga moagi sa MCC madawat sa photodetector.Ang umaabot nga mga solusyon sa namansahan o blangko nga mga sample gipuli-puli nga gipasulod sa ICC pinaagi sa usa ka three-way valve.Sumala sa balaod sa Beer, ang optical density sa usa ka kolor nga sample mahimong kalkulado gikan sa equation.1.10
diin ang Vcolor ug Vblank mao ang output signal sa photodetector kung ang kolor ug blangko nga mga sample gipaila sa MCC, matag usa, ug ang Vdark mao ang background signal sa photodetector kung ang LED gipalong.Ang pagbag-o sa output signal ΔV = Vcolor–Vblank mahimong masukod pinaagi sa pagbalhin sa mga sample.Sumala sa equation.Sama sa gipakita sa Figure 1, kung ang ΔV mas gamay kaysa Vblank-Vdark, kung mogamit usa ka sampling switching scheme, gamay nga pagbag-o sa Vblank (eg drift) mahimong adunay gamay nga epekto sa kantidad sa AMWC.
Aron itandi ang performance sa MWC-based photometer sa cuvette-based spectrophotometer, usa ka red ink solution ang gigamit isip color sample tungod sa maayo kaayong color stability ug maayo nga concentration-absorbance linearity, DI H2O isip blangko nga sample..Sama sa gipakita sa Talaan 1, usa ka serye sa pula nga mga solusyon sa tinta ang giandam pinaagi sa serial dilution method gamit ang DI H2O isip solvent.Ang relatibong konsentrasyon sa sample 1 (S1), undiluted orihinal nga pula nga pintura, gitino nga 1.0.Sa fig.Ang Figure 2 nagpakita sa optical nga mga litrato sa 11 red ink samples (S4 to S14) nga adunay relative concentrations (gilista sa Table 1) gikan sa 8.0 × 10-3 (wala) ngadto sa 8.2 × 10-10 (tuo).
Ang mga resulta sa pagsukod alang sa sample 6 gipakita sa Fig.3(a).Ang mga punto sa pagbalhin tali sa namansahan ug blangko nga mga sample gimarkahan sa numero pinaagi sa doble nga mga arrow "↔".Makita nga ang output boltahe paspas nga motaas sa diha nga ang pagbalhin gikan sa kolor nga mga sample ngadto sa blangko nga mga sample ug vice versa.Ang Vcolor, Vblank ug ang katumbas nga ΔV mahimong makuha sama sa gipakita sa numero.
(a) Mga resulta sa pagsukod para sa sample 6, (b) sample 9, (c) sample 13, ug (d) sample 14 gamit ang MWC-based photometer.
Ang mga resulta sa pagsukod alang sa mga sample 9, 13, ug 14 gipakita sa Fig.3(b)-(d), matag usa.Sama sa gipakita sa Figure 3(d), ang gisukod nga ΔV kay 5 nV lang, nga halos 3 ka pilo sa noise value (2 nV).Ang gamay nga ΔV lisud mailhan gikan sa kasaba.Busa, ang limitasyon sa detection nakaabot sa usa ka paryente nga konsentrasyon sa 8.2 × 10-10 (sample 14).Uban sa tabang sa mga equation.1. Ang pagsuyop sa AMWC mahimong kalkulado gikan sa gisukod nga mga kantidad sa Vcolor, Vblank ug Vdark.Alang sa usa ka photodetector nga adunay ganansya nga 104 Vdark mao ang -0.68 μV.Ang mga resulta sa pagsukod alang sa tanang sample gisumada sa Table 1 ug makita sa supplementary material.Sama sa gipakita sa Talaan 1, ang pagsuyop nga nakit-an sa taas nga mga konsentrasyon saturates, busa ang pagsuyop nga labaw sa 3.7 dili masukod sa mga spectrometer nga nakabase sa MWC.
Alang sa pagtandi, ang usa ka pula nga sample sa tinta gisukod usab sa usa ka spectrophotometer ug ang gisukod nga pagsuyup sa Acuvette gipakita sa Figure 4. Ang mga kantidad sa Acuvette sa 505 nm (sama sa gipakita sa Talaan 1) nakuha pinaagi sa paghisgot sa mga kurba sa mga sample 10, 11, o 12 (sama sa gipakita sa inset).sa Fig. 4) isip baseline.Sama sa gipakita, ang limitasyon sa pag-ila nakaabot sa usa ka relatibong konsentrasyon nga 2.56 x 10-6 (sample 9) tungod kay ang mga kurba sa pagsuyup sa mga sample 10, 11 ug 12 dili mailhan gikan sa usag usa.Sa ingon, kung gigamit ang MWC-based photometer, ang limitasyon sa detection gipauswag sa usa ka factor nga 3125 kumpara sa cuvette-based spectrophotometer.
Dependence pagsuyup-konsentrasyon gipresentar sa Fig.5.Alang sa pagsukod sa cuvette, ang pagsuyop kay proporsyonal sa konsentrasyon sa tinta sa gitas-on sa agianan nga 1 cm.Samtang, alang sa MWC-based nga mga pagsukod, usa ka non-linear nga pagtaas sa pagsuyop ang nakita sa mubu nga konsentrasyon.Sumala sa balaod sa Beer, ang pagsuyop kay proporsyonal sa optical nga gitas-on sa agianan, mao nga ang pagsuyup nga nakuha AEF (gihubit nga AEF = AMWC/Acuvette sa samang konsentrasyon sa tinta) mao ang ratio sa MWC ngadto sa optical path nga gitas-on sa cuvette.Ingon sa gipakita sa Figure 5, sa taas nga konsentrasyon, ang kanunay nga AEF hapit sa 7.0, nga makatarunganon tungod kay ang gitas-on sa MWC eksakto nga 7 ka pilo sa gitas-on sa usa ka 1 cm cuvette. Bisan pa, sa ubos nga konsentrasyon (may kalabutan nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang AEF motaas uban ang pagkunhod sa konsentrasyon ug moabot sa kantidad nga 803 sa may kalabutan nga konsentrasyon nga 8.2 × 10-10 pinaagi sa pag-ekstrapolasyon sa kurba sa cuvette-based nga pagsukod. Bisan pa, sa ubos nga konsentrasyon (may kalabutan nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang AEF motaas uban ang pagkunhod sa konsentrasyon ug moabot sa kantidad nga 803 sa may kalabutan nga konsentrasyon nga 8.2 × 10-10 pinaagi sa pag-ekstrapolasyon sa kurba sa cuvette-based nga pagsukod. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменьшениег трацистим значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измерения на основе кюветы. Apan, sa ubos nga konsentrasyon (relative concentration <1.28 × 10-5), ang AEF mosaka uban sa pagkunhod sa konsentrasyon ug mahimong moabot sa kantidad nga 803 sa relatibong konsentrasyon nga 8.2 × 10-10 kon extrapolated gikan sa cuvette-based measurement curve.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，并且守于行测量曲线，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 通迎且测量 曲线 ， 在 浓度 为 8.2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达到803 值。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается с уменьшениестрация ции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,2 × 10–10 803 . Bisan pa, sa ubos nga mga konsentrasyon (may kalabutan nga mga konsentrasyon <1.28 × 10-5) ang AED nagdugang uban ang pagkunhod sa konsentrasyon, ug kung gi-extrapolated gikan sa cuvette-based measurement curve, kini nakaabot sa usa ka paryente nga kantidad sa konsentrasyon nga 8.2 × 10-10 803.Nagresulta kini sa katugbang nga optical path nga 803 cm (AEF × 1 cm), nga mas taas kaysa pisikal nga gitas-on sa MWC, ug mas taas pa sa labing taas nga magamit nga komersyal nga LWC (500 cm gikan sa World Precision Instruments, Inc.).Ang Doko Engineering LLC adunay gitas-on nga 200 cm).Kini nga non-linear nga pagtaas sa pagsuyup sa LWC wala pa gitaho kaniadto.
Sa fig.6(a)-(c) nagpakita ug optical image, microscope image, ug optical profiler image sa sulod nga bahin sa MWC section, matag usa.Ingon sa gipakita sa fig.6(a), ang sulod nga nawong hamis ug sinaw, makapabanaag sa makitang kahayag, ug makasiga kaayo.Ingon sa gipakita sa fig.6(b), tungod sa deformability ug crystalline nga kinaiya sa metal, ang gagmay nga mga mesa ug mga iregularidad makita sa hapsay nga nawong. Sa pagtan-aw sa gamay nga lugar (<5 μm × 5 μm), ang kabangis sa kadaghanan nga nawong dili mubu sa 1.2 nm (Fig. 6 (c)). Sa pagtan-aw sa usa ka gamay nga lugar (<5 μm × 5 μm), ang kabangis sa kadaghanan nga nawong dili mubu sa 1.2 nm (Fig. 6 (c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (рис. 6(). Tungod sa gamay nga lugar (<5 µm × 5 µm), ang kabangis sa kadaghanan sa nawong ubos sa 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 менее (1,2 нм). Sa pagkonsiderar sa gamay nga lugar (<5 µm × 5 µm), ang kabangis sa kadaghanan nga mga ibabaw dili mubu sa 1.2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Optical nga hulagway, (b) mikroskopyo nga hulagway, ug (c) optical nga hulagway sa internal nga nawong sa MWC cut.
Ingon sa gipakita sa fig.7(a), ang optical path LOP sa capillary gitino sa anggulo sa insidente θ (LOP = LC/sinθ, diin ang LC mao ang pisikal nga gitas-on sa capillary).Para sa Teflon AF capillaries nga puno sa DI H2O, ang anggulo sa insidente kinahanglang mas dako kay sa kritikal nga anggulo nga 77.8°, mao nga ang LOP ubos pa sa 1.02 × LC nga walay dugang pag-uswag3.6.Samtang, sa MWC, ang pagkulong sa kahayag sa sulod sa capillary independente sa refractive index o anggulo sa insidente, mao nga samtang ang anggulo sa insidente mikunhod, ang agianan sa kahayag mahimong mas taas kaysa sa gitas-on sa capillary (LOP »LC).Ingon sa gipakita sa fig.7(b), ang corrugated metal nga nawong mahimong mag-aghat sa pagsabwag sa kahayag, nga makadugang pag-ayo sa optical path.
Busa, adunay duha ka kahayag nga mga agianan alang sa MWC: direkta nga kahayag nga walay pagpamalandong (LOP = LC) ug sawtooth kahayag uban sa daghang mga pagpamalandong tali sa kilid nga mga bungbong (LOP »LC).Sumala sa balaod sa Beer, ang intensity sa gipasa nga direkta ug zigzag nga kahayag mahimong ipahayag nga PS×exp(-α×LC) ug PZ×exp(-α×LOP) matag usa, diin ang constant α mao ang absorption coefficient, nga hingpit nga nagdepende sa konsentrasyon sa tinta.
Alang sa taas nga konsentrasyon nga tinta (pananglitan, may kalabutan nga konsentrasyon> 1.28 × 10-5), ang zigzag-light kaayo nga attenuated ug ang intensity niini mas ubos kaysa sa straight-light, tungod sa dako nga absorption-coefficient ug mas taas nga optical-path niini. Alang sa taas nga konsentrasyon nga tinta (pananglitan, may kalabutan nga konsentrasyon> 1.28 × 10-5), ang zigzag-light kaayo nga attenuated ug ang intensity niini mas ubos kaysa sa straight-light, tungod sa dako nga absorption-coefficient ug mas taas nga optical- path niini. Для чернил с высокой концентрацией (halimbawa, относительная концентрация >1,28 × 10-5) тенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и гораздо болетичо длинучок Alang sa taas nga konsentrasyon nga tinta (eg relatibong konsentrasyon> 1.28 × 10-5), ang zigzag nga kahayag kusog nga gipahinay ug ang intensity niini mas ubos kaysa sa direkta nga kahayag tungod sa dako nga absorption coefficient ug mas taas nga optical emission.track.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，其强度远从使低住收系数大，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 ， 厅度这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。 长 长 长 长 长 长 长 长 长 鿕 长 长 长Для чернил с высокой концентрацией (halimbawa, релевантные концентрации >1,28×10-5) интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и более длительпногочо. Alang sa taas nga konsentrasyon nga mga tinta (pananglitan, may kalabutan nga mga konsentrasyon> 1.28 × 10-5), ang zigzag nga kahayag labi nga gipahinay ug ang intensity niini mas ubos kaysa sa direktang kahayag tungod sa dako nga pagsuyup nga coefficient ug mas taas nga optical time.gamay nga dalan.Busa, ang direktang kahayag nagdominar sa absorbance determination (LOP = LC) ug ang AEF gipabilin nga makanunayon sa ~7.0. Sa kasukwahi, kung ang absorption-coefficient mikunhod uban ang pagkunhod sa konsentrasyon sa tinta (pananglitan, ang may kalabutan nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang intensity sa zigzag-light mas paspas kay sa straight-light ug dayon ang zigzag-light magsugod sa pagdula og mas importante nga papel. Sa kasukwahi, kung ang absorption-coefficient mikunhod uban ang pagkunhod sa konsentrasyon sa tinta (pananglitan, ang may kalabutan nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang intensity sa zigzag-light mas paspas kay sa straight-light ug dayon ang zigzag-light magsugod sa pagdula og mas importante nga papel. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, относитель-2, относитель-2 ). Sa kasukwahi, sa diha nga ang pagsuyup nga coefficient mikunhod uban sa pagkunhod sa konsentrasyon sa tinta (pananglitan, ang relatibong konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang intensity sa zigzag nga kahayag mas paspas kay sa direkta nga kahayag, ug unya zigzag kahayag magsugod sa pagdula.mas importante nga papel.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）度度前度度，Z度度前度增加得更快，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 ， 关 浓度 ， 关 浓度 ， 8-2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 重更要 重更更 更 HI的角色。 И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, соотютвется 8×10-5) роль. Sa kasukwahi, kung ang absorption coefficient mikunhod uban ang pagkunhod sa konsentrasyon sa tinta (pananglitan, ang katugbang nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang intensity sa zigzag nga kahayag mas paspas kay sa direkta nga kahayag, ug unya ang zigzag nga kahayag magsugod sa pagdula sa usa ka mas importante nga papel.papel nga kinaiya.Busa, tungod sa sawtooth optical path (LOP »LC), ang AEF mahimong madugangan labaw pa sa 7.0.Ang tukma nga mga kinaiya sa transmission sa kahayag sa MWC mahimong makuha gamit ang waveguide mode theory.
Dugang sa pagpaayo sa optical path, ang paspas nga sample switching nakatampo usab sa ultra-low detection limits.Tungod sa gamay nga gidaghanon sa MCC (0.16 ml), ang oras nga gikinahanglan sa pagbalhin ug pag-ilis sa mga solusyon sa MCC mahimong ubos sa 20 segundos.Ingon sa gipakita sa Figure 5, ang minimum nga makit-an nga kantidad sa AMWC (2.5 × 10-4) 4 ka beses nga mas ubos kaysa sa Acuvette (1.0 × 10-3).Ang paspas nga pagbalhin sa nagdagayday nga solusyon sa capillary makapamenos sa epekto sa kasaba sa sistema (eg drift) sa katukma sa kalainan sa pagsuyop kumpara sa retention solution sa cuvette.Pananglitan, ingon sa gipakita sa fig.3(b)-(d), ang ΔV daling mailhan gikan sa drift signal tungod sa paspas nga sample switching sa gamay nga volume capillary.
Sama sa gipakita sa Talaan 2, usa ka lainlaing mga solusyon sa glucose sa lainlaing mga konsentrasyon ang giandam gamit ang DI H2O ingon solvent.Ang stained o blangko nga mga sample giandam pinaagi sa pagsagol sa glucose solution o deionized nga tubig nga adunay chromogenic solution sa glucose oxidase (GOD) ug peroxidase (POD) 37 sa usa ka fixed volume ratio nga 3:1, matag usa.Sa fig.Ang 8 nagpakita sa optical nga mga litrato sa siyam ka stained samples (S2-S10) nga adunay konsentrasyon sa glucose gikan sa 2.0 mM (wala) ngadto sa 5.12 nM (tuo).Ang kapula mikunhod uban ang pagkunhod sa konsentrasyon sa glucose.
Ang mga resulta sa pagsukod sa mga sample 4, 9, ug 10 nga adunay MWC-based photometer gipakita sa Fig.9(a)-(c), matag usa.Ingon sa gipakita sa fig.9(c), ang gisukod nga ΔV mahimong dili kaayo lig-on ug hinayhinay nga motaas sa panahon sa pagsukod samtang ang kolor sa GOD-POD reagent mismo (bisan kung wala’y pagdugang glucose) hinayhinay nga nagbag-o sa kahayag.Sa ingon, ang sunud-sunod nga mga pagsukod sa ΔV dili na masubli alang sa mga sample nga adunay konsentrasyon sa glucose nga ubos sa 5.12 nM (sample 10), tungod kay kung ang ΔV gamay ra, ang pagkawalay kalig-on sa GOD-POD reagent dili na mapasagdan.Busa, ang limitasyon sa detection alang sa glucose solution mao ang 5.12 nM, bisan tuod ang katumbas nga ΔV nga bili (0.52 µV) mas dako pa kay sa noise value (0.03 µV), nga nagpakita nga ang gamay nga ΔV mahimo gihapon nga makit-an.Kini nga limitasyon sa pag-ila mahimong dugang nga mapauswag pinaagi sa paggamit sa mas lig-on nga chromogenic reagents.
(a) Mga resulta sa pagsukod para sa sample 4, (b) sample 9, ug (c) sample 10 gamit ang MWC-based photometer.
Ang pagsuyop sa AMWC mahimong makalkula gamit ang gisukod nga Vcolor, Vblank ug Vdark nga mga kantidad.Alang sa usa ka photodetector nga adunay ganansya nga 105 Vdark mao ang -0.068 μV.Ang mga pagsukod alang sa tanan nga mga sample mahimong itakda sa dugang nga materyal.Alang sa pagtandi, ang mga sample sa glucose gisukod usab gamit ang spectrophotometer ug ang gisukod nga pagsuyop sa Acuvette nakaabot sa limitasyon sa pagkakita nga 0.64 µM (sample 7) ingon sa gipakita sa Figure 10.
Ang relasyon tali sa absorbance ug konsentrasyon gipresentar sa Figure 11. Uban sa MWC-based photometer, usa ka 125-fold improvement sa detection limit ang nakab-ot kumpara sa cuvette-based spectrophotometer.Kini nga pag-uswag mas ubos kaysa sa red ink assay tungod sa dili maayo nga kalig-on sa GOD-POD reagent.Ang usa ka non-linear nga pagtaas sa pagsuyup sa mubu nga konsentrasyon nakita usab.
Ang MWC-based photometer naugmad alang sa ultra-sensitive detection sa liquid samples.Ang optical nga agianan mahimong madugangan pag-ayo, ug mas taas pa kay sa pisikal nga gitas-on sa MWC, tungod kay ang kahayag nga nagkatag sa corrugated smooth metal sidewalls mahimong masulod sa sulod sa capillary bisan unsa pa ang anggulo sa insidente.Ang mga konsentrasyon nga ubos sa 5.12 nM mahimong makab-ot gamit ang conventional GOD-POD reagents salamat sa bag-ong non-linear optical amplification ug paspas nga sample switching ug glucose detection.Kining compact ug barato nga photometer kay kaylap nga gamiton sa life sciences ug environmental monitoring para sa trace analysis.
Sama sa gipakita sa Figure 1, ang MWC-based photometer naglangkob sa 7 cm ang gitas-on nga MWC (inner diameter 1.7 mm, outer diameter 3.18 mm, EP class electropolished inner surface, SUS316L stainless steel capillary), usa ka 505 nm wavelength nga LED (Thorlabs M505F1), ug mga 6.deam nga P505F1 (Thorlabs M505F1). ) ug duha ka T-connectors alang sa optical communication ug liquid in/out.Ang T-connector gihimo pinaagi sa pagbugkos sa usa ka transparent quartz plate sa usa ka PMMA tube diin ang MWC ug Peek tubes (0.72 mm ID, 1.6 mm OD, Vici Valco Corp.) hugot nga gisulod ug gipapilit.Ang usa ka tulo-ka-way nga balbula nga konektado sa Pike inlet tube gigamit sa pagbalhin sa umaabot nga sample.Ang photodetector mahimong mag-convert sa nadawat nga optical power P ngadto sa usa ka amplified voltage signal N × V (diin ang V/P = 1.0 V/W sa 1550 nm, ang gain N mahimong mano-mano nga i-adjust sa range sa 103-107).Para sa kamubo, ang V gigamit imbes nga N×V isip output signal.
Sa pagtandi, ang usa ka komersyal nga spectrophotometer (Agilent Technologies Cary 300 series nga adunay R928 High Efficiency Photomultiplier) nga adunay 1.0 cm cuvette cell gigamit usab sa pagsukod sa pagsuyop sa mga sample sa likido.
Ang sulod nga nawong sa MWC cut gisusi gamit ang optical surface profiler (ZYGO New View 5022) nga adunay vertical ug lateral nga resolusyon nga 0.1 nm ug 0.11 µm, matag usa.
Ang tanang kemikal (analytical grade, walay dugang purification) gipalit gikan sa Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Ang glucose test kits naglakip sa glucose oxidase (GOD), peroxidase (POD), 4-aminoantipyrine ug phenol, ug uban pa. Ang chromogenic solution giandam sa naandan nga GOD-POD 37 nga pamaagi.
Sama sa gipakita sa Talaan 2, usa ka lainlaing mga solusyon sa glucose sa lainlaing mga konsentrasyon ang giandam gamit ang DI H2O ingon usa ka diluent gamit ang usa ka serial dilution nga pamaagi (tan-awa ang Mga Supplement nga Materyal para sa mga detalye).Pag-andam og namantsahan o blangko nga mga sample pinaagi sa pagsagol sa glucose solution o deionized nga tubig sa chromogenic solution sa fixed volume ratio nga 3:1, matag usa.Ang tanan nga mga sample gitipigan sa 37 ° C nga gipanalipdan gikan sa kahayag sulod sa 10 ka minuto sa wala pa ang pagsukod.Sa pamaagi sa GOD-POD, ang mga stained sample mahimong pula nga adunay maximum nga pagsuyup sa 505 nm, ug ang pagsuyup halos katumbas sa konsentrasyon sa glucose.
Sama sa gipakita sa Talaan 1, usa ka serye sa mga solusyon sa pula nga tinta (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, China) giandam pinaagi sa serial dilution method gamit ang DI H2O isip solvent.
Giunsa pagkutlo kining artikuloha: Bai, M. et al.Compact photometer base sa metal waveguide capillaries: alang sa pagtino sa nanomolar konsentrasyon sa glucose.ang siyensya.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Pagdugang sa katukma sa liquid analysis ug pH-value control gamit ang liquid-core waveguide. Dress, P. & Franke, H. Pagdugang sa katukma sa liquid analysis ug pH-value control gamit ang liquid-core waveguide.Dress, P. ug Franke, H. Pagpauswag sa katukma sa liquid analysis ug pH control nga adunay liquid core waveguide. 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. ug Franke, H. Pagpauswag sa katukma sa liquid analysis ug pH control gamit ang liquid core waveguides.Pagbalhin sa siyensya.metro.68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Ang padayon nga colorimetric nga determinasyon sa pagsubay sa ammonium sa tubig sa dagat nga adunay taas nga dalan nga liquid waveguide capillary cell. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Ang padayon nga colorimetric nga determinasyon sa pagsubay sa ammonium sa tubig sa dagat nga adunay taas nga dalan nga liquid waveguide capillary cell.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ug Hansel, DA Ang padayon nga colorimetric nga determinasyon sa pagsubay sa gidaghanon sa ammonium sa tubig sa dagat gamit ang usa ka capillary cell nga adunay liquid waveguide. 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 ug Hansel, DA Ang padayon nga colorimetric nga pagdeterminar sa pagsubay sa gidaghanon sa ammonium sa tubig-dagat gamit ang long-range liquid waveguide capillaries.Chemistry sa Marso.96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Review sa bag-o nga mga aplikasyon sa liquid waveguide capillary cell sa flow based analysis techniques aron mapalambo ang pagkasensitibo sa spectroscopic detection method. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Review sa bag-o nga mga aplikasyon sa liquid waveguide capillary cell sa flow based analysis techniques aron mapalambo ang pagkasensitibo sa spectroscopic detection method.Pascoa, RNMJ, Toth, IV ug Rangel, AOSS Usa ka pagrepaso sa bag-o nga mga aplikasyon sa liquid waveguide capillary cell sa mga pamaagi sa pag-analisa sa dagan aron mapalambo ang pagkasensitibo sa mga pamaagi sa pagtuki sa spectroscopic. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV ug Rangel, AOSS方法的灵敏度。 Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss .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 纵敏度 灵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV ug Rangel, AOSS Usa ka pagrepaso sa bag-o nga mga aplikasyon sa liquid waveguide capillary cells sa flow-based analytical nga mga pamaagi aron mapalambo ang pagkasensitibo sa spectroscopic detection method.anus.Si Chim.Act 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Pagsusi sa gibag-on sa Ag, AgI nga mga pelikula sa capillary alang sa hollow waveguides. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Pagsusi sa gibag-on sa Ag, AgI nga mga pelikula sa capillary alang sa hollow waveguides.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. ug Shen J. Pagsusi sa gibag-on sa mga pelikula Ag, AgI sa capillary alang sa hollow waveguides. 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. Research sa gibag-on sa manipis nga pelikula sa Ag ug AgI sa hangin duct.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. ug Shen J. Pagsusi sa nipis nga gibag-on sa pelikula Ag, AgI sa hollow waveguide capillaries.Infrared nga pisika.teknolohiya 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Determinasyon sa nanomolar concentrations sa phosphate sa natural nga tubig gamit ang flow injection nga adunay taas nga dalan nga liquid waveguide capillary cell ug solid-state spectrophotometric detection. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Determinasyon sa nanomolar concentrations sa phosphate sa natural nga tubig gamit ang flow injection nga adunay taas nga dalan nga liquid waveguide capillary cell ug solid-state spectrophotometric detection.Gimbert, LJ, Haygarth, PM ug Worsfold, PJ Determinasyon sa nanomolar phosphate nga konsentrasyon sa natural nga tubig gamit ang flow injection nga adunay liquid waveguide capillary cell ug solid-state spectrophotometric detection. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ.摩尔浓度的磷酸盐。 Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Determinasyon sa konsentrasyon sa phosphate sa natural nga tubig gamit ang liquid syringe ug long-range liquid waveguide capillary tube.Gimbert, LJ, Haygarth, PM ug Worsfold, PJ Determinasyon sa nanomolar phosphate sa natural nga tubig gamit ang pag-agos sa injection ug capillary waveguide nga adunay taas nga optical path ug solid-state spectrophotometric detection.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearity ug epektibo nga optical pathlength sa liquid waveguide capillary cells. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearity ug epektibo nga optical pathlength sa liquid waveguide capillary cells.Belz M., Dress P., Suhitsky A. ug Liu S. Linearity ug epektibo nga optical path length sa liquid waveguides sa capillary cells. 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. Ang linearity ug epektibo nga gitas-on sa likido nga tubig.Belz M., Dress P., Suhitsky A. ug Liu S. Linear ug epektibo nga optical path length sa capillary cell liquid wave.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Kahayag sa katapusan sa tunel: bag-o nga analytical aplikasyon sa liquid-core waveguides. Dallas, T. & Dasgupta, PK Kahayag sa katapusan sa tunel: bag-o nga analytical aplikasyon sa liquid-core waveguides.Dallas, T. ug Dasgupta, PK Kahayag sa katapusan sa tunnel: bag-o nga analytical aplikasyon sa liquid-core waveguides. Dallas, T. & Dasgupta, PK Kahayag sa tumoy sa tunel：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Kahayag sa tumoy sa tunel：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. ug Dasgupta, PK Light sa katapusan sa tunnel: ang pinakabag-o nga analytical nga aplikasyon sa liquid-core waveguides.TrAC, pagtuki sa uso.Kemikal.23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Usa ka versatile total internal reflection photometric detection cell para sa flow analysis. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Usa ka versatile total internal reflection photometric detection cell para sa flow analysis.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR ug McKelvey, ID Universal photometric total internal reflection cell alang sa flow analysis. 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 ug McKelvey, ID Universal TIR photometric cell alang sa pagtuki sa dagan.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-reflection photometric flow cell para gamiton sa flow injection analysis sa estuarine waters. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-reflection photometric flow cell para gamiton sa flow injection analysis sa estuarine waters.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ ug McKelvey, ID Usa ka multi-reflectance photometric flow cell para gamiton sa pag-analisa sa dagan sa estuarine waters. 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 ug McKelvey, ID Usa ka multi-reflectance photometric flow cell alang sa flow injection analysis sa estuarine waters.anus Chim.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Hand-held photometer base sa liquid-core waveguide pagsuyup detection alang sa nanoliter-scale sample. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Hand-held photometer base sa liquid-core waveguide pagsuyup detection alang sa nanoliter-scale sample.Pan, J.-Z., Yao, B. ug Fang, K. Usa ka hand-held photometer base sa liquid-core wavelength pagsuyup detection alang sa nanoliter-scale sample. 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. Base sa 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. ug Fang, K. Usa ka hand-held photometer nga adunay nanoscale sample base sa detection sa pagsuyup sa usa ka liquid core wave.anus Kemikal.82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Dugangi ang pagkasensitibo sa pag-analisa sa pag-injection pinaagi sa paggamit sa usa ka capillary flow cell nga adunay taas nga optical path alang sa spectrophotometric detection.anus.ang siyensya.22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Liquid capillary waveguide nga aplikasyon sa absorbance spectroscopy (Pagtubag sa komento ni Byrne ug Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Liquid capillary waveguide nga aplikasyon sa absorbance spectroscopy (Pagtubag sa komento ni Byrne ug Kaltenbacher).D'Sa, EJ ug Steward, RG Mga aplikasyon sa liquid capillary waveguides sa pagsuyup spectroscopy (Pagtubag sa mga komento ni Byrne ug 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 Paggamit sa likido 毛绿波波对在absorption spectrum（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ ug Steward, RG Liquid capillary waveguides alang sa pagsuyup spectroscopy (agig tubag sa mga komento ni Byrne ug Kaltenbacher).limonol.Oceanographer.46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Fiber optic evanescent field absorption sensor: Epekto sa fiber parameters ug geometry sa probe. Khijwania, SK & Gupta, BD Fiber optic evanescent field absorption sensor: Epekto sa fiber parameters ug geometry sa probe.Hijvania, SK ug Gupta, BD Fiber Optic Evanescent Field Absorption Sensor: Impluwensya sa Fiber Parameters ug Probe Geometry. 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 ug Gupta, BD Evanescent field absorption fiber optic sensors: impluwensya sa fiber parameters ug probe geometry.Optics ug Quantum Electronics 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Angular nga output sa hollow, metal-lined, waveguide Raman sensors. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Angular nga output sa hollow, metal-lined, waveguide Raman sensors.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. ug Woodruff, SD Angular nga output sa hollow waveguide Raman sensors nga adunay metal lining. 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. ug Woodruff, SD Angular nga output sa Raman sensor nga adunay hubo nga metal waveguide.aplikasyon sa pagpili sa 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Usa ka kinatibuk-ang pagtan-aw sa hollow waveguides alang sa IR transmission.paghiusa sa fiber.sa pagpili.19, 211–227 (2000).