Diolch i chi am ymweld â Nature.com. Mae gan y fersiwn porwr rydych chi'n ei ddefnyddio gefnogaeth CSS gyfyngedig. I gael y profiad gorau, rydym yn argymell eich bod chi'n defnyddio porwr wedi'i ddiweddaru (neu'n analluogi Modd Cydnawsedd yn Internet Explorer). Yn y cyfamser, er mwyn sicrhau cefnogaeth barhaus, byddwn yn rendro'r wefan heb arddulliau a JavaScript.
Mae gan ddadansoddi olion samplau hylif ystod eang o gymwysiadau yn y gwyddorau bywyd a monitro amgylcheddol. Yn y gwaith hwn, rydym wedi datblygu ffotomedr cryno a rhad yn seiliedig ar gapilarïau tonnau tywysydd metel (MCCs) ar gyfer pennu amsugno sy'n sensitif iawn. Gellir cynyddu'r llwybr optegol yn fawr, ac mae'n llawer hirach na hyd ffisegol y MWC, oherwydd gellir cynnwys golau sy'n cael ei wasgaru gan ochrau metel llyfn rhychog o fewn y capilar waeth beth fo'r ongl drawiad. Gellir cyflawni crynodiadau mor isel â 5.12 nM gan ddefnyddio adweithyddion cromogenig cyffredin oherwydd ymhelaethiad optegol anlinellol newydd a newid samplau cyflym a chanfod glwcos.
Defnyddir ffotometreg yn helaeth ar gyfer dadansoddi olion samplau hylif oherwydd digonedd yr adweithyddion cromogenig a dyfeisiau optoelectronig lled-ddargludyddion sydd ar gael1,2,3,4,5. O'i gymharu â phennu amsugnedd traddodiadol yn seiliedig ar giwfedau, mae capilarïau tywysydd tonnau hylif (LWC) yn adlewyrchu (TIR) ​​trwy gadw golau'r stiliwr y tu mewn i'r capilari1,2,3,4,5. Fodd bynnag, heb welliant pellach, dim ond yn agos at hyd ffisegol LWC3.6 y mae'r llwybr optegol, a bydd cynyddu hyd yr LWC y tu hwnt i 1.0 m yn dioddef o wanhau golau cryf a risg uchel o swigod, ac ati3, 7. O ran y gell aml-adlewyrchiad arfaethedig ar gyfer gwelliannau llwybr optegol, dim ond ffactor o 2.5-8.9 y mae'r terfyn canfod yn gwella.
Ar hyn o bryd mae dau brif fath o LWC, sef capilarïau Teflon AF (sydd â mynegai plygiannol o ~1.3 yn unig, sy'n is na dŵr) a chapilarïau silica wedi'u gorchuddio â Teflon AF neu ffilmiau metel1,3,4. I gyflawni TIR ar y rhyngwyneb rhwng deunyddiau dielectrig, mae angen deunyddiau â mynegai plygiannol isel ac onglau ymlediad golau uchel3,6,10. O ran capilarïau Teflon AF, mae Teflon AF yn anadlu oherwydd ei strwythur mandyllog3,11 a gall amsugno symiau bach o sylweddau mewn samplau dŵr. Ar gyfer capilarïau cwarts wedi'u gorchuddio ar y tu allan â Teflon AF neu fetel, mae mynegai plygiannol cwarts (1.45) yn uwch na'r rhan fwyaf o samplau hylif (e.e. 1.33 ar gyfer dŵr)3,6,12,13. Ar gyfer capilarïau wedi'u gorchuddio â ffilm fetel y tu mewn, mae priodweddau cludo wedi'u hastudio14,15,16,17,18, ond mae'r broses orchuddio yn gymhleth, mae gan wyneb y ffilm fetel strwythur garw a mandyllog4,19.
Yn ogystal, mae gan LWCs masnachol (Capilarïau wedi'u Gorchuddio â Teflon AF a Chapilarïau Silica wedi'u Gorchuddio â Teflon AF, World Precision Instruments, Inc.) rai anfanteision eraill, megis: ar gyfer namau. . Gall cyfaint marw mawr y cysylltydd-T TIR3,10, (2) (i gysylltu capilarïau, ffibrau, a thiwbiau mewnfa/allfa) ddal swigod aer10.
Ar yr un pryd, mae pennu lefelau glwcos o bwys mawr ar gyfer diagnosis o ddiabetes, sirosis yr afu a salwch meddwl20. a llawer o ddulliau canfod megis ffotometreg (gan gynnwys sbectroffotometreg21, 22, 23, 24, 25 a colorimetre ar bapur26, 27, 28), galvanometreg29, 30, 31, fflworometreg32, 33, 34, 35, polarimetreg optegol36, cyseiniant plasmon arwyneb37, ceudod Fabry-Perot38, electrocemeg39 ac electrofforesis capilar40,41 ac yn y blaen. Fodd bynnag, mae'r rhan fwyaf o'r dulliau hyn angen offer drud, ac mae canfod glwcos ar sawl crynodiad nanomolar yn parhau i fod yn her (er enghraifft, ar gyfer mesuriadau ffotometrig21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, y crynodiad isaf o glwcos). dim ond 30 nM oedd y cyfyngiad pan ddefnyddiwyd nanoronynnau glas Prwsiaidd fel dynwaredwyr perocsidase). Yn aml, mae angen dadansoddiadau glwcos nanomolar ar gyfer astudiaethau cellog ar lefel foleciwlaidd megis atal twf canser y prostad dynol42 ac ymddygiad sefydlogi CO2 Prochlorococcus yn y cefnfor.
Yn yr erthygl hon, datblygwyd ffotomedr cryno, rhad yn seiliedig ar gapilar tonnau metel (MWC), capilar dur di-staen SUS316L gydag arwyneb mewnol wedi'i electro-sgleinio, ar gyfer pennu amsugno hynod sensitif. Gan y gellir dal golau y tu mewn i gapilarïau metel waeth beth fo'r ongl drawiad, gellir cynyddu'r llwybr optegol yn fawr trwy wasgariad golau ar arwynebau metel rhychog a llyfn, ac mae'n llawer hirach na hyd ffisegol yr MWC. Yn ogystal, cynlluniwyd cysylltydd-T syml ar gyfer y cysylltiad optegol a mewnfa/allfa hylif i leihau cyfaint marw ac osgoi dal swigod. Ar gyfer y ffotomedr MWC 7 cm, mae'r terfyn canfod wedi'i wella tua 3000 gwaith o'i gymharu â'r sbectroffotomedr masnachol gyda chiwfed 1 cm oherwydd y gwelliant newydd i'r llwybr optegol anlinellol a newid sampl cyflym, a gellir cyflawni'r crynodiad canfod glwcos hefyd o ddim ond 5.12 nM gan ddefnyddio adweithyddion cromogenig cyffredin.
Fel y dangosir yn Ffigur 1, mae'r ffotomedr sy'n seiliedig ar MWC yn cynnwys MWC 7 cm o hyd gydag arwyneb mewnol wedi'i electro-sgleinio gradd EP, LED 505 nm gyda lens, ffotosynhwyrydd ennill addasadwy, a dau ar gyfer cyplu optegol a mewnbwn hylif. Allanfa. Defnyddir falf tair ffordd sy'n gysylltiedig â'r tiwb mewnfa Pike i newid y sampl sy'n dod i mewn. Mae'r tiwb Peek yn ffitio'n glyd yn erbyn y plât cwarts a'r MWC, felly mae'r gyfaint marw yn y cysylltydd-T yn cael ei gadw i'r lleiafswm, gan atal swigod aer rhag cael eu dal yn effeithiol. Yn ogystal, gellir cyflwyno'r trawst colimedig yn hawdd ac yn effeithlon i'r MWC trwy'r plât cwarts darn-T.
Cyflwynir y trawst a'r sampl hylif i'r MCC trwy ddarn-T, ac mae'r trawst sy'n mynd trwy'r MCC yn cael ei dderbyn gan ffotosynhwyrydd. Cyflwynwyd toddiannau sy'n dod i mewn o samplau lliw neu wag i'r ICC bob yn ail trwy falf tair ffordd. Yn ôl cyfraith Beer, gellir cyfrifo dwysedd optegol sampl lliw o'r hafaliad. 1.10
lle mae Vcolor a Vblank yn signalau allbwn y ffotosynhwyrydd pan gyflwynir samplau lliw a gwag i'r MCC, yn y drefn honno, a Vdark yw signal cefndir y ffotosynhwyrydd pan fydd y LED wedi'i ddiffodd. Gellir mesur y newid yn y signal allbwn ΔV = Vcolor–Vblank trwy newid samplau. Yn ôl yr hafaliad. Fel y dangosir yn Ffigur 1, os yw ΔV yn llawer llai na Vblank–Vdark, wrth ddefnyddio cynllun newid samplu, ni all newidiadau bach yn Vblank (e.e. drifft) gael fawr o effaith ar werth AMWC.
I gymharu perfformiad y ffotomedr sy'n seiliedig ar MWC â'r sbectroffotomedr sy'n seiliedig ar giwfed, defnyddiwyd hydoddiant inc coch fel y sampl lliw oherwydd ei sefydlogrwydd lliw rhagorol a'i linolrwydd crynodiad-amsugniad da, DI H2O fel sampl wag. Fel y dangosir yn Nhabl 1, paratowyd cyfres o hydoddiannau inc coch gan ddefnyddio'r dull gwanhau cyfresol gan ddefnyddio DI H2O fel toddydd. Penderfynwyd bod crynodiad cymharol sampl 1 (S1), paent coch gwreiddiol heb ei wanhau, yn 1.0. Ar ffig. Mae Ffigur 2 yn dangos ffotograffau optegol o 11 sampl inc coch (S4 i S14) gyda chrynodiadau cymharol (a restrir yn Nhabl 1) yn amrywio o 8.0 × 10–3 (chwith) i 8.2 × 10–10 (dde).
Dangosir canlyniadau'r mesuriadau ar gyfer sampl 6 yn Ffig. 3(a). Mae'r pwyntiau newid rhwng samplau lliw a samplau gwag wedi'u marcio yn y ffigur gan saethau dwbl “↔”. Gellir gweld bod y foltedd allbwn yn cynyddu'n gyflym wrth newid o samplau lliw i samplau gwag ac i'r gwrthwyneb. Gellir cael Vcolor, Vblank a'r ΔV cyfatebol fel y dangosir yn y ffigur.
(a) Canlyniadau mesur ar gyfer sampl 6, (b) sampl 9, (c) sampl 13, a (d) sampl 14 gan ddefnyddio ffotomedr sy'n seiliedig ar MWC.
Dangosir canlyniadau'r mesuriadau ar gyfer samplau 9, 13, a 14 yn Ffigau 3(b)-(d), yn y drefn honno. Fel y dangosir yn Ffigur 3(d), dim ond 5 nV yw'r ΔV a fesurwyd, sydd bron i 3 gwaith gwerth y sŵn (2 nV). Mae'n anodd gwahaniaethu rhwng ΔV bach a sŵn. Felly, cyrhaeddodd y terfyn canfod grynodiad cymharol o 8.2 × 10-10 (sampl 14). Gyda chymorth hafaliadau. 1. Gellir cyfrifo amsugnedd AMWC o werthoedd Vcolor, Vblank a Vdark a fesurwyd. Ar gyfer ffotosynhwyrydd gydag enillion o 104 mae Vdark yn -0.68 μV. Crynhoir canlyniadau'r mesuriadau ar gyfer yr holl samplau yn Nhabl 1 a gellir eu canfod yn y deunydd atodol. Fel y dangosir yn Nhabl 1, mae'r amsugnedd a geir mewn crynodiadau uchel yn dirlawn, felly ni ellir mesur amsugnedd uwchlaw 3.7 gyda sbectromedrau sy'n seiliedig ar MWC.
I gymharu, mesurwyd sampl inc coch hefyd gyda sbectroffotomedr a dangosir yr amsugnedd Acuvette a fesurwyd yn Ffigur 4. Cafwyd gwerthoedd yr Acuvette ar 505 nm (fel y dangosir yn Nhabl 1) trwy gyfeirio at gromliniau samplau 10, 11, neu 12 (fel y dangosir yn y mewnosodiad). (i Ffig. 4) fel llinell sylfaen. Fel y dangosir, cyrhaeddodd y terfyn canfod grynodiad cymharol o 2.56 x 10-6 (sampl 9) oherwydd nad oedd modd gwahaniaethu rhwng cromliniau amsugno samplau 10, 11 a 12. Felly, wrth ddefnyddio'r ffotomedr yn seiliedig ar MWC, gwellwyd y terfyn canfod gan ffactor o 3125 o'i gymharu â'r sbectroffotomedr yn seiliedig ar giwfed.
Cyflwynir dibyniaeth amsugno-crynodiad yn Ffig.5. Ar gyfer mesuriadau ciwfed, mae'r amsugnedd yn gymesur â chrynodiad yr inc ar hyd llwybr o 1 cm. Tra, ar gyfer mesuriadau yn seiliedig ar MWC, gwelwyd cynnydd anlinellol mewn amsugnedd ar grynodiadau isel. Yn ôl cyfraith Beer, mae amsugnedd yn gymesur â hyd y llwybr optegol, felly'r enillion amsugno AEF (a ddiffinnir fel AEF = AMWC/Acuvette ar yr un crynodiad inc) yw'r gymhareb o MWC i hyd llwybr optegol y ciwfed. Fel y dangosir yn Ffigur 5, ar grynodiadau uchel, mae'r AEF cyson tua 7.0, sy'n rhesymol gan fod hyd yr MWC yn union 7 gwaith hyd ciwfed 1 cm. Fodd bynnag, ar grynodiadau isel (crynodiad cysylltiedig <1.28 × 10-5), mae AEF yn cynyddu gyda chrynodiad sy'n lleihau a byddai'n cyrraedd gwerth o 803 ar grynodiad cysylltiedig o 8.2 × 10-10 trwy allosod y gromlin o fesuriad yn seiliedig ar giwfedau. Fodd bynnag, ar grynodiadau isel (crynodiad cysylltiedig <1.28 × 10-5), mae AEF yn cynyddu gyda chrynodiad sy'n lleihau a byddai'n cyrraedd gwerth o 803 ar grynodiad cysylltiedig o 8.2 × 10-10 trwy allosod y gromlin o fesuriad yn seiliedig ar giwfedau. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с умеция концентрации и может достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 приол экиоли измерения на основе кюветы. Fodd bynnag, ar grynodiadau isel (crynodiad cymharol <1.28 × 10–5), mae'r AEF yn cynyddu gyda chrynodiad sy'n lleihau a gall gyrraedd gwerth o 803 ar grynodiad cymharol o 8.2 × 10–10 pan gaiff ei allosod o gromlin fesur sy'n seiliedig ar giwfed.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8度 1 × 1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 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 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличиваетмениь концентрации, при экстраполяции кривой измерения основе кюветы она достигает значения относнития относниция 8,2 × 10–10 803 . Fodd bynnag, ar grynodiadau isel (crynodiadau perthnasol < 1.28 × 10-5) mae'r AED yn cynyddu gyda chrynodiad sy'n lleihau, a phan gaiff ei allosod o gromlin fesur sy'n seiliedig ar giwfed, mae'n cyrraedd gwerth crynodiad cymharol o 8.2 × 10–10 803.Mae hyn yn arwain at lwybr optegol cyfatebol o 803 cm (AEF × 1 cm), sy'n llawer hirach na hyd ffisegol yr MWC, a hyd yn oed yn hirach na'r LWC hiraf sydd ar gael yn fasnachol (500 cm gan World Precision Instruments, Inc.). Mae gan Doko Engineering LLC hyd o 200 cm). Nid yw'r cynnydd anlinellol hwn mewn amsugno yn yr LWC wedi'i adrodd o'r blaen.
Ar ffig. 6(a)-(c) dangosir delwedd optegol, delwedd microsgop, a delwedd proffiliwr optegol o wyneb mewnol adran y MWC, yn y drefn honno. Fel y dangosir yn ffig. 6(a), mae'r wyneb mewnol yn llyfn ac yn sgleiniog, gall adlewyrchu golau gweladwy, ac mae'n adlewyrchol iawn. Fel y dangosir yn ffig. 6(b), oherwydd anffurfadwyedd a natur grisialog y metel, mae mesas bach ac afreoleidd-dra yn ymddangos ar yr wyneb llyfn. O ystyried yr arwynebedd bach (<5 μm × 5 μm), mae garwedd y rhan fwyaf o'r arwyneb yn llai nag 1.2 nm (Ffig. 6(c)). O ystyried ardal fach (<5 μm × 5 μm), mae garwedd y rhan fwyaf o'r arwyneb yn llai nag 1.2 nm (Ffig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет мене 1,2. Oherwydd yr arwynebedd bach (<5 µm × 5 µm), mae garwedd y rhan fwyaf o'r wyneb yn llai nag 1.2 nm (Ffig. 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 состамвле (<5 мкм × 5 мкм), шероховатость большинства поверхностей состамвле ( мкм × 5 мкм) 6(в)). O ystyried yr arwynebedd bach (<5 µm × 5 µm), mae garwedd y rhan fwyaf o arwynebau yn llai nag 1.2 nm (Ffig. 6(c)).
(a) Delwedd optegol, (b) delwedd microsgop, a (c) delwedd optegol o wyneb mewnol y toriad MWC.
Fel y dangosir yn ffig. 7(a), mae'r llwybr optegol LOP yn y capilar yn cael ei bennu gan yr ongl drawiad θ (LOP = LC/sinθ, lle mae LC yn hyd ffisegol y capilar). Ar gyfer capilarïau Teflon AF wedi'u llenwi â DI H2O, rhaid i'r ongl drawiad fod yn fwy na'r ongl gritigol o 77.8°, felly mae'r LOP yn llai nag 1.02 × LC heb welliant pellach3.6. Tra, gyda MWC, mae cyfyngu golau y tu mewn i'r capilar yn annibynnol ar fynegai plygiannol neu ongl drawiad, felly wrth i'r ongl drawiad leihau, gall y llwybr golau fod yn llawer hirach na hyd y capilar (LOP » LC). Fel y dangosir yn ffig. 7(b), gall yr wyneb metel rhychog achosi gwasgariad golau, a all gynyddu'r llwybr optegol yn fawr.
Felly, mae dau lwybr golau ar gyfer MWC: golau uniongyrchol heb adlewyrchiad (LOP = LC) a golau dannedd llif gyda nifer o adlewyrchiadau rhwng y waliau ochr (LOP » LC). Yn ôl cyfraith Beer, gellir mynegi dwyster y golau uniongyrchol a sigsag a drosglwyddir fel PS×exp(-α×LC) a PZ×exp(-α×LOP) yn y drefn honno, lle mae'r cysonyn α yn gyfernod amsugno, sy'n dibynnu'n llwyr ar grynodiad yr inc.
Ar gyfer inc crynodiad uchel (e.e., crynodiad cysylltiedig >1.28 × 10-5), mae'r golau sigsag wedi'i wanhau'n fawr ac mae ei ddwyster yn llawer is na dwyster golau syth, oherwydd y cyfernod amsugno mawr a'i lwybr optegol llawer hirach. Ar gyfer inc crynodiad uchel (e.e., crynodiad cysylltiedig >1.28 × 10-5), mae'r golau sigsag wedi'i wanhau'n fawr ac mae ei ddwyster yn llawer is na dwyster golau syth, oherwydd y cyfernod amsugno mawr a'i lwybr optegol llawer hirach. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзаграциезигзаграция сильно затухает, а его интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большоген кольшоген кольшогено и гораздо более длинноgo оптического излучения. Ar gyfer inc crynodiad uchel (e.e. crynodiad cymharol >1.28 × 10-5), mae'r golau sigsag wedi'i wanhau'n gryf ac mae ei ddwyster yn llawer is na dwyster golau uniongyrchol oherwydd y cyfernod amsugno mawr ac allyriad optegol llawer hirach.trac.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 字形衰减很衰减很大，场度大, 场庿， 这是吸收系数大光学时间更。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。Для чернил с высокой концентрацией (например, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзагообразигзагообрази значительно ослабляется, и его интенсивность намного ниже, чем упрямого света из-за болььэофи поглощения и более длительного оптического времени. Ar gyfer inciau crynodiad uchel (e.e., crynodiadau perthnasol >1.28 × 10-5), mae'r golau sigsag wedi'i wanhau'n sylweddol ac mae ei ddwyster yn llawer is na dwyster golau uniongyrchol oherwydd y cyfernod amsugno mawr ac amser optegol hirach.ffordd fach.Felly, golau uniongyrchol oedd y prif gymeriad wrth benderfynu ar amsugnedd (LOP=LC) a chadwyd yr AEF yn gyson ar ~7.0. Mewn cyferbyniad, pan fydd y cyfernod amsugno yn cael ei leihau wrth i grynodiad inc leihau (e.e., crynodiad cysylltiedig <1.28 × 10-5), mae dwyster golau sigsag yn cynyddu'n gyflymach na dwyster golau syth ac yna mae golau sigsag yn dechrau chwarae rhan bwysicach. Mewn cyferbyniad, pan fydd y cyfernod amsugno yn cael ei leihau wrth i grynodiad inc leihau (e.e., crynodiad cysylltiedig <1.28 × 10-5), mae dwyster golau sigsag yn cynyddu'n gyflymach na dwyster golau syth ac yna mae golau sigsag yn dechrau chwarae rhan bwysicach. Напротив, когда когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (напринлиомер, концентрация <1,28 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у пета начинает играть зигзагообразный свет. I'r gwrthwyneb, pan fydd y cyfernod amsugno yn lleihau gyda chrynodiad inc sy'n lleihau (er enghraifft, y crynodiad cymharol <1.28 × 10-5), mae dwyster y golau sigsag yn cynyddu'n gyflymach na dwyster y golau uniongyrchol, ac yna mae golau sigsag yn dechrau chwarae.rôl bwysicach.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燍快相反，当吸收系数随着墨水的降低而降低时例如例如，相关浓 ×2如
1.8 10-5）, 字形光的强度比增加得更，然后 z字形光发挥作用一踪重一踪重更更更更 更更更 HI的角色。 Yn ôl i'r brig концентрация < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прого света увеличивается быстрее, чем прого зигзагообразный свет начинает играть более важную роль. I'r gwrthwyneb, pan fydd y cyfernod amsugno yn lleihau wrth i grynodiad inc leihau (er enghraifft, y crynodiad cyfatebol < 1.28 × 10-5), mae dwyster y golau sigsag yn cynyddu'n gyflymach na'r golau uniongyrchol, ac yna mae'r golau sigsag yn dechrau chwarae rhan bwysicach.cymeriad rôl.Felly, oherwydd y llwybr optegol dannedd llif (LOP » LC), gellir cynyddu'r AEF llawer mwy na 7.0. Gellir cael nodweddion trosglwyddo golau manwl gywir MWC gan ddefnyddio damcaniaeth modd ton-dywysydd.
Yn ogystal â gwella'r llwybr optegol, mae newid sampl cyflym hefyd yn cyfrannu at derfynau canfod isel iawn. Oherwydd cyfaint bach MCC (0.16 ml), gall yr amser sydd ei angen i newid a newid toddiannau yn MCC fod yn llai nag 20 eiliad. Fel y dangosir yn Ffigur 5, mae gwerth canfyddadwy lleiaf AMWC (2.5 × 10–4) 4 gwaith yn is na gwerth Acuvette (1.0 × 10–3). Mae newid cyflym y toddiant sy'n llifo yn y capilari yn lleihau effaith sŵn y system (e.e. drifft) ar gywirdeb y gwahaniaeth amsugnedd o'i gymharu â'r toddiant cadw yn y cuvette. Er enghraifft, fel y dangosir yn ffig. 3(b)-(d), gellir gwahaniaethu ΔV yn hawdd oddi wrth signal drifft oherwydd newid sampl cyflym yn y capilari cyfaint bach.
Fel y dangosir yn Nhabl 2, paratowyd amrywiaeth o doddiannau glwcos ar wahanol grynodiadau gan ddefnyddio DI H2O fel toddydd. Paratowyd samplau wedi'u lliwio neu wag trwy gymysgu toddiant glwcos neu ddŵr wedi'i ddad-ïoneiddio â thoddiannau cromogenig o ocsidas glwcos (GOD) a pherocsidas (POD) 37 mewn cymhareb cyfaint sefydlog o 3:1, yn y drefn honno. Ar ffig. 8 dangosir ffotograffau optegol o naw sampl wedi'u lliwio (S2-S10) gyda chrynodiadau glwcos yn amrywio o 2.0 mM (chwith) i 5.12 nM (dde). Mae cochni'n lleihau wrth i grynodiad glwcos leihau.
Dangosir canlyniadau mesuriadau samplau 4, 9, a 10 gyda ffotomedr seiliedig ar MWC yn Ffigau 9(a)-(c), yn y drefn honno. Fel y dangosir yn ffig. 9(c), mae'r ΔV a fesurir yn dod yn llai sefydlog ac yn cynyddu'n araf yn ystod y mesuriad wrth i liw'r adweithydd GOD-POD ei hun (hyd yn oed heb ychwanegu glwcos) newid yn araf yn y golau. Felly, ni ellir ailadrodd mesuriadau ΔV olynol ar gyfer samplau â chrynodiad glwcos o lai na 5.12 nM (sampl 10), oherwydd pan fydd ΔV yn ddigon bach, ni ellir esgeuluso ansefydlogrwydd yr adweithydd GOD-POD mwyach. Felly, y terfyn canfod ar gyfer hydoddiant glwcos yw 5.12 nM, er bod y gwerth ΔV cyfatebol (0.52 µV) yn llawer mwy na'r gwerth sŵn (0.03 µV), sy'n dangos y gellir canfod ΔV bach o hyd. Gellir gwella'r terfyn canfod hwn ymhellach trwy ddefnyddio adweithyddion cromogenig mwy sefydlog.
(a) Canlyniadau mesur ar gyfer sampl 4, (b) sampl 9, a (c) sampl 10 gan ddefnyddio ffotomedr sy'n seiliedig ar MWC.
Gellir cyfrifo amsugnedd AMWC gan ddefnyddio'r gwerthoedd Vcolor, Vblank a Vdark a fesurwyd. Ar gyfer ffotosynhwyrydd gydag enillion o 105 mae Vdark yn -0.068 μV. Gellir gosod mesuriadau ar gyfer pob sampl yn y deunydd atodol. I gymharu, mesurwyd samplau glwcos hefyd gyda sbectroffotomedr a chyrhaeddodd amsugnedd Acuvette a fesurwyd derfyn canfod o 0.64 µM (sampl 7) fel y dangosir yn Ffigur 10.
Cyflwynir y berthynas rhwng amsugnedd a chrynodiad yn Ffigur 11. Gyda'r ffotomedr yn seiliedig ar MWC, cyflawnwyd gwelliant 125 gwaith yn y terfyn canfod o'i gymharu â'r sbectroffotomedr yn seiliedig ar giwfed. Mae'r gwelliant hwn yn is na'r assay inc coch oherwydd sefydlogrwydd gwael yr adweithydd GOD-POD. Gwelwyd cynnydd anlinellol mewn amsugnedd ar grynodiadau isel hefyd.
Mae'r ffotomedr sy'n seiliedig ar MWC wedi'i ddatblygu ar gyfer canfod samplau hylif hynod sensitif. Gellir cynyddu'r llwybr optegol yn fawr, ac mae'n llawer hirach na hyd ffisegol yr MWC, oherwydd gellir cynnwys golau sy'n cael ei wasgaru gan ochrau metel llyfn rhychog o fewn y capilar waeth beth fo'r ongl drawiad. Gellir cyflawni crynodiadau mor isel â 5.12 nM gan ddefnyddio adweithyddion GOD-POD confensiynol diolch i ymhelaethiad optegol anlinellol newydd a newid samplau cyflym a chanfod glwcos. Bydd y ffotomedr cryno a rhad hwn yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn gwyddorau bywyd a monitro amgylcheddol ar gyfer dadansoddi olion.
Fel y dangosir yn Ffigur 1, mae'r ffotomedr sy'n seiliedig ar MWC yn cynnwys MWC 7 cm o hyd (diamedr mewnol 1.7 mm, diamedr allanol 3.18 mm, arwyneb mewnol electrosgleiniog dosbarth EP, capilari dur di-staen SUS316L), LED tonfedd 505 nm (Thorlabs M505F1), a lensys (lledaeniad trawst tua 6.6 gradd), ffotosynhwyrydd enillion amrywiol (Thorlabs PDB450C) a dau gysylltydd-T ar gyfer cyfathrebu optegol a hylif i mewn/allan. Gwneir y cysylltydd-T trwy fondio plât cwarts tryloyw i diwb PMMA lle mae tiwbiau MWC a Peek (0.72 mm ID, 1.6 mm OD, Vici Valco Corp.) wedi'u mewnosod a'u gludo'n dynn. Defnyddir falf tair ffordd sy'n gysylltiedig â thiwb mewnfa Pike i newid y sampl sy'n dod i mewn. Gall y ffotosynhwyrydd drosi'r pŵer optegol P a dderbynnir yn signal foltedd wedi'i fwyhau N×V (lle mae V/P = 1.0 V/W ar 1550 nm, gellir addasu'r enillion N â llaw yn yr ystod o 103-107). Er mwyn bod yn gryno, defnyddir V yn lle N×V fel y signal allbwn.
Mewn cymhariaeth, defnyddiwyd sbectroffotomedr masnachol (cyfres Agilent Technologies Cary 300 gyda Ffotoluosydd Effeithlonrwydd Uchel R928) gyda chell ciwfed 1.0 cm hefyd i fesur amsugnedd samplau hylif.
Archwiliwyd wyneb mewnol y toriad MWC gan ddefnyddio proffiliwr arwyneb optegol (ZYGO New View 5022) gyda datrysiad fertigol ac ochrol o 0.1 nm a 0.11 µm, yn y drefn honno.
Prynwyd yr holl gemegau (gradd dadansoddol, dim puro pellach) gan Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Mae pecynnau prawf glwcos yn cynnwys glwcos ocsidase (GOD), perocsidase (POD), 4-aminoantipyrine a ffenol, ac ati. Paratowyd yr hydoddiant cromogenig gan ddefnyddio'r dull GOD-POD 37 arferol.
Fel y dangosir yn Nhabl 2, paratowyd amrywiaeth o doddiannau glwcos ar wahanol grynodiadau gan ddefnyddio DI H2O fel teneuydd gan ddefnyddio dull gwanhau cyfresol (gweler Deunyddiau Atodol am fanylion). Paratowch samplau wedi'u lliwio neu wag trwy gymysgu toddiant glwcos neu ddŵr wedi'i ddad-ïoneiddio â thoddiant cromogenig mewn cymhareb cyfaint sefydlog o 3:1, yn y drefn honno. Storiwyd yr holl samplau ar 37°C wedi'u hamddiffyn rhag golau am 10 munud cyn eu mesur. Yn y dull GOD-POD, mae samplau wedi'u lliwio yn troi'n goch gydag uchafswm amsugno ar 505 nm, ac mae'r amsugno bron yn gymesur â chrynodiad y glwcos.
Fel y dangosir yn Nhabl 1, paratowyd cyfres o doddiannau inc coch (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Tsieina) trwy'r dull gwanhau cyfresol gan ddefnyddio DI H2O fel toddydd.
Sut i ddyfynnu'r erthygl hon: Bai, M. et al. Ffotomedr cryno yn seiliedig ar gapilarïau tonnau metel: ar gyfer pennu crynodiadau nanomolar o glwcos. y wyddoniaeth. 5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. a Franke, H. Cynyddu cywirdeb dadansoddi hylif a rheoli gwerth pH gan ddefnyddio tonfedd craidd hylif. Dress, P. a Franke, H. Cynyddu cywirdeb dadansoddi hylif a rheoli gwerth pH gan ddefnyddio tonfedd craidd hylif.Dress, P. a Franke, H. Gwella cywirdeb dadansoddi hylif a rheoli pH gyda thywysydd ton craidd hylif. Gwisg, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pH 值控制的准确性。。 Gwisg, P. a Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pHDress, P. a Franke, H. Gwella cywirdeb dadansoddi hylif a rheoli pH gan ddefnyddio tonfeddi craidd hylif.Newid i wyddoniaeth. metr. 68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ a Hansell, DA Penderfyniad colorimetrig parhaus o amoniwm hybrin mewn dŵr y môr gyda chell gapilari tywysydd tonnau hylif llwybr hir. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ a Hansell, DA Penderfyniad colorimetrig parhaus o amoniwm hybrin mewn dŵr y môr gyda chell gapilari ton-dywysydd hylif llwybr hir.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ a Hansel, DA Penderfyniad colorimetrig parhaus o symiau hybrin o amoniwm mewn dŵr y môr gan ddefnyddio cell gapilar gyda thywysydd tonnau hylif. Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA 用长程液体波导毛细管连续比色测的痕量铵。 Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ a Hansel, DA Penderfyniad colorimetrig parhaus o symiau hybrin o amoniwm mewn dŵr y môr gan ddefnyddio capilarïau tywysydd tonnau hylif hir-gyrhaeddol.Cemeg ym mis Mawrth. 96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV a Rangel, Adolygiad AOSS ar gymwysiadau diweddar y gell gapilar tonnau hylif mewn technegau dadansoddi sy'n seiliedig ar lif i wella sensitifrwydd dulliau canfod sbectrosgopig. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV a Rangel, Adolygiad AOSS ar gymwysiadau diweddar y gell gapilar tonnau hylif mewn technegau dadansoddi sy'n seiliedig ar lif i wella sensitifrwydd dulliau canfod sbectrosgopig.Pascoa, RNMJ, Toth, IV a Rangel, AOSS Adolygiad o gymwysiadau diweddar y gell gapilar tonnau hylif mewn technegau dadansoddi llif i wella sensitifrwydd dulliau canfod sbectrosgopig. 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技术中的最逋方法的。。。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福序灵敏度 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福序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 a Rangel, AOSS Adolygiad o gymwysiadau diweddar celloedd capilarïaidd tonfeddi hylif mewn dulliau dadansoddol sy'n seiliedig ar lif i wella sensitifrwydd dulliau canfod sbectrosgopig.anws. Deddf Cemeg 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. a Shen, J. Ymchwiliad i drwch ffilmiau Ag, AgI yn y capilarïau ar gyfer tywysyddion tonnau gwag. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. a Shen, J. Ymchwiliad i drwch ffilmiau Ag, AgI yn y capilarïau ar gyfer tywysyddion tonnau gwag.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. a Shen J. Ymchwiliad i drwch ffilmiau Ag, AgI mewn capilarïau ar gyfer tywysyddion tonnau gwag. 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. a Shen, J. Ymchwil ar drwch ffilm denau o Ag ac AgI yn y dwythell aer.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. a Shen J. Ymchwiliad i drwch ffilm denau Ag, AgI mewn capilarïau tywysydd tonnau gwag.Ffiseg isgoch. technoleg 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM a Worsfold, PJ Pennu crynodiadau nanomolar o ffosffad mewn dyfroedd naturiol gan ddefnyddio chwistrelliad llif gyda chell gapilari canllaw tonnau hylif llwybr hir a chanfod sbectroffotometreg cyflwr solet. Gimbert, LJ, Haygarth, PM a Worsfold, PJ Pennu crynodiadau nanomolar o ffosffad mewn dyfroedd naturiol gan ddefnyddio chwistrelliad llif gyda chell gapilari canllaw tonnau hylif llwybr hir a chanfod sbectroffotometreg cyflwr solet.Gimbert, LJ, Haygarth, PM a Worsfold, PJ Pennu crynodiadau ffosffad nanomolar mewn dyfroedd naturiol gan ddefnyddio chwistrelliad llif gyda chell gapilari ton-dywysydd hylif a chanfod sbectroffotometreg cyflwr solid. Gimbert, LJ, Haygarth, PM a 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 a Worsfold, PJ Pennu crynodiad ffosffad mewn dŵr naturiol gan ddefnyddio chwistrell hylif a thiwb capilari tywysydd tonnau hylif pellgyrhaeddol.Gimbert, LJ, Haygarth, PM a Worsfold, PJ Pennu ffosffad nanomolar mewn dŵr naturiol gan ddefnyddio llif chwistrellu a thywysydd tonnau capilar gyda llwybr optegol hir a chanfod sbectroffotometreg cyflwr solid.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. a Liu, S. Llinoldeb a hyd llwybr optegol effeithiol celloedd capilar tonnau tywysydd hylif. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. a Liu, S. Llinoldeb a hyd llwybr optegol effeithiol celloedd capilar tonnau tywysydd hylif.Belz M., Dress P., Suhitsky A. a Liu S. Llinoldeb a hyd llwybr optegol effeithiol mewn tonfeddi hylif mewn celloedd capilarïau. Belz, M., Gwisg, 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. a Liu, S. Llinoldeb a hyd effeithiol dŵr hylifol.Belz M., Dress P., Suhitsky A. a Liu S. Hyd llwybr optegol llinol ac effeithiol mewn ton hylif celloedd capilarïaidd.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. a Dasgupta, PK Goleuni ar ddiwedd y twnnel: cymwysiadau dadansoddol diweddar o dywyswyr tonnau craidd hylif. Dallas, T. a Dasgupta, PK Goleuni ar ddiwedd y twnnel: cymwysiadau dadansoddol diweddar o dywyswyr tonnau craidd hylif.Dallas, T. a Dasgupta, PK Goleuni ar ddiwedd y twnnel: cymwysiadau dadansoddol diweddar o dywysyddion tonnau craidd hylif. Dallas, T. & Dasgupta, PK Golau ar ddiwedd y twnnel:液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Golau ar ddiwedd y twnnel:液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. a Dasgupta, PK Goleuni ar ddiwedd y twnnel: y cymhwysiad dadansoddol diweddaraf o dywysyddion tonnau craidd hylif.TrAC, dadansoddiad tueddiadau. Chemical. 23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR a McKelvie, ID Cell ganfod ffotometrig adlewyrchiad mewnol cyflawn amlbwrpas ar gyfer dadansoddi llif. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR a McKelvie, ID Cell ganfod ffotometrig adlewyrchiad mewnol cyflawn amlbwrpas ar gyfer dadansoddi llif.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR a McKelvey, ID Cell adlewyrchiad mewnol cyfanswm ffotometrig cyffredinol ar gyfer dadansoddi llif. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID 用于流量分析的多功能全内反射全度检测池。 Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR a McKelvie, IDEllis, PS, Gentle, BS, Grace, MR a McKelvey, ID Cell ffotometrig TIR gyffredinol ar gyfer dadansoddi llif.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ a McKelvie, ID Cell llif ffotometrig aml-adlewyrchol i'w defnyddio mewn dadansoddiad chwistrellu llif dyfroedd aberol. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ a McKelvie, ID Cell llif ffotometrig aml-adlewyrchol i'w defnyddio mewn dadansoddiad chwistrellu llif dyfroedd aberol.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ a McKelvey, ID Cell llif ffotometrig aml-adlewyrchol i'w defnyddio mewn dadansoddi llif dyfroedd aberoedd. 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 a McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ a McKelvey, ID Cell llif ffotometrig aml-adlewyrchol ar gyfer dadansoddi chwistrelliad llif mewn dyfroedd aberol.anws Chim. Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. a Fang, Q. Ffotomedr llaw yn seiliedig ar ganfod amsugno tonfedd craidd hylif ar gyfer samplau ar raddfa nanolitr. Pan, J.-Z., Yao, B. a Fang, Q. Ffotomedr llaw yn seiliedig ar ganfod amsugno tonfedd craidd hylif ar gyfer samplau ar raddfa nanolitr.Pan, J.-Z., Yao, B. a Fang, K. Ffotomedr llaw yn seiliedig ar ganfod amsugno tonfedd craidd hylif ar gyfer samplau ar raddfa nanolitr. 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. Yn seiliedig ar 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. a Fang, K. Ffotomedr llaw gyda sampl nanosgâl yn seiliedig ar ganfod amsugno mewn ton craidd hylif.Cemegol anws. 82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z. Cynyddu sensitifrwydd dadansoddiad llif chwistrellu trwy ddefnyddio cell llif capilarïau gyda llwybr optegol hir ar gyfer canfod sbectroffotometrig. anws. y wyddoniaeth. 22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ a Steward, RG Cymhwysiad toncanllaw capilar hylif mewn sbectrosgopeg amsugnedd (Ateb i'r sylw gan Byrne a Kaltenbacher). D'Sa, EJ a Steward, RG Cymhwysiad toncanllaw capilar hylif mewn sbectrosgopeg amsugnedd (Ateb i'r sylw gan Byrne a Kaltenbacher).D'Sa, EJ a Steward, RG Cymwysiadau tonfeddi capilar hylif mewn sbectrosgopeg amsugno (Ateb i sylwadau gan Byrne a 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 Cymhwyso hylif 毛绿波波对在sbectrwm amsugno (回复Byrne和Kaltenbacher的评论）).D'Sa, EJ a Steward, RG Tonfeddi capilar hylif ar gyfer sbectrosgopeg amsugno (mewn ymateb i sylwadau gan Byrne a Kaltenbacher).limonol. Oceanographer. 46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK a Gupta, BD Synhwyrydd amsugno maes diflanedig ffibr optig: Effaith paramedrau ffibr a geometreg y stiliwr. Khijwania, SK a Gupta, BD Synhwyrydd amsugno maes diflanedig ffibr optig: Effaith paramedrau ffibr a geometreg y stiliwr.Hijvania, SK a Gupta, Synhwyrydd Amsugno Maes Evanescent Ffibr Optig BD: Dylanwad Paramedrau Ffibr a Geometreg y Prob. Khijwania, SK a 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 a Gupta, BDHijvania, SK a Gupta, BD Synwyryddion ffibr optig amsugno maes evanescent: dylanwad paramedrau ffibr a geometreg stiliwr.Opteg ac Electroneg Cwantwm 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. a Woodruff, SD Allbwn onglog synwyryddion Raman tywysydd tonnau gwag, wedi'u leinio â metel. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. a Woodruff, SD Allbwn onglog synwyryddion Raman tywysydd tonnau gwag, wedi'u leinio â metel.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. a Woodruff, SD Allbwn onglog synwyryddion Raman tywysydd tonnau gwag gyda leinin metel. Biedrzycki, S., Buric, AS, Falk, J. & Woodruff, SD 空心金属内衬波导拉曼传感器的角输出。 Biedrzycki, S., Buric, AS, Falk, J. & Woodruff, SD.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. a Woodruff, SD Allbwn onglog synhwyrydd Raman gyda thywysydd ton metel noeth.cais i ddewis 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Trosolwg o donnau gwag ar gyfer trosglwyddo IR. integreiddio ffibr. i ddewis. 19, 211–227 (2000).