Tak fordi du besøgte Nature.com.Den browserversion, du bruger, har begrænset CSS-understøttelse.For den bedste oplevelse anbefaler vi, at du bruger en opdateret browser (eller deaktiverer kompatibilitetstilstand i Internet Explorer).I mellemtiden, for at sikre fortsat support, vil vi gengive webstedet uden stilarter og JavaScript.
Sporanalyse af væskeprøver har en bred vifte af anvendelser inden for biovidenskab og miljøovervågning.I dette arbejde har vi udviklet et kompakt og billigt fotometer baseret på metal waveguide capillaries (MCC'er) til ultrafølsom bestemmelse af absorption.Den optiske vej kan øges betydeligt og meget længere end den fysiske længde af MWC, fordi lys spredt af de bølgede glatte metalsidevægge kan være indeholdt i kapillæren uanset indfaldsvinklen.Koncentrationer så lave som 5,12 nM kan opnås ved brug af almindelige kromogene reagenser på grund af ny ikke-lineær optisk amplifikation og hurtig prøveskift og glukosedetektering.
Fotometri er meget brugt til sporanalyse af væskeprøver på grund af overfloden af ​​tilgængelige kromogene reagenser og optoelektroniske halvlederenheder1,2,3,4,5.Sammenlignet med traditionel kuvettebaseret absorbansbestemmelse reflekterer væskebølgeleder (LWC) kapillærer (TIR) ​​ved at holde sondelyset inde i kapillæren1,2,3,4,5.Men uden yderligere forbedring er den optiske vej kun tæt på den fysiske længde af LWC3.6, og forøgelse af LWC-længden ud over 1,0 m vil lide under kraftig lysdæmpning og høj risiko for bobler osv.3, 7. Med hensyn til den foreslåede multireflektionscelle til forbedringer af optisk vej er detektionsgrænsen kun forbedret med en faktor på 8,95.
Der er i øjeblikket to hovedtyper af LWC, nemlig Teflon AF-kapillærer (med et brydningsindeks på kun ~1,3, hvilket er lavere end for vand) og silicakapillærer belagt med Teflon AF eller metalfilm1,3,4.For at opnå TIR ved grænsefladen mellem dielektriske materialer kræves materialer med et lavt brydningsindeks og høje lysindfaldsvinkler3,6,10.Med hensyn til Teflon AF kapillærer er Teflon AF åndbar på grund af sin porøse struktur3,11 og kan absorbere små mængder stoffer i vandprøver.For kvartskapillærer belagt på ydersiden med Teflon AF eller metal er brydningsindekset for kvarts (1,45) højere end de fleste væskeprøver (f.eks. 1,33 for vand)3,6,12,13.For kapillærer belagt med en metalfilm indeni er transportegenskaber blevet undersøgt14,15,16,17,18, men belægningsprocessen er kompliceret, overfladen af ​​metalfilmen har en ru og porøs struktur4,19.
Derudover har kommercielle LWC'er (AF Teflon Coated Capillaries og AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) nogle andre ulemper, såsom: for fejl..Det store dødvolumen af ​​TIR3,10, (2) T-forbindelsen (til at forbinde kapillærer, fibre og indløbs-/udløbsrør) kan fange luftbobler10.
Samtidig har bestemmelsen af ​​glukoseniveauer stor betydning for diagnosticering af diabetes, skrumpelever og psykisk sygdom20.og mange detektionsmetoder såsom fotometri (inklusive spektrofotometri 21, 22, 23, 24, 25 og kolorimetri på papir 26, 27, 28), galvanometri 29, 30, 31, fluorometri 32, 33, 34, 6, optisk polari-metri, 35, 34, 35,37, Fabry-Perot hulrum 38, elektrokemi 39 og kapillær elektroforese 40,41 og så videre.De fleste af disse metoder kræver dog dyrt udstyr, og påvisning af glukose ved flere nanomolære koncentrationer er fortsat en udfordring (for eksempel til fotometriske målinger21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, den laveste koncentration af glukose).begrænsningen var kun 30 nM, når preussiske blå nanopartikler blev brugt som peroxidase-efterligninger).Nanomolære glukoseanalyser er ofte nødvendige for cellulære undersøgelser på molekylært niveau, såsom hæmning af human prostatacancervækst42 og CO2-fikseringsadfærden hos Prochlorococcus i havet.
I denne artikel blev et kompakt, billigt fotometer baseret på en metalbølgelederkapillar (MWC), en SUS316L rustfri stålkapillar med en elektropoleret indvendig overflade, udviklet til ultrafølsom absorptionsbestemmelse.Da lys kan fanges inde i metalkapillærer uanset indfaldsvinklen, kan den optiske vej øges kraftigt ved lysspredning på bølgede og glatte metaloverflader og er meget længere end MWC'ens fysiske længde.Derudover blev der designet et simpelt T-stik til den optiske forbindelse og væskeindtag/-udløb for at minimere dødvolumen og undgå fastholdelse af bobler.For 7 cm MWC-fotometeret er detektionsgrænsen forbedret med omkring 3000 gange sammenlignet med det kommercielle spektrofotometer med 1 cm kuvette på grund af den nye forbedring af den ikke-lineære optiske vej og hurtig prøveskift, og glukosedetektionskoncentrationen kan også opnås.kun 5,12 nM ved brug af almindelige kromogene reagenser.
Som vist i figur 1 består det MWC-baserede fotometer af et 7 cm langt MWC med en EP-kvalitet elektropoleret indre overflade, en 505 nm LED med en linse, en justerbar forstærkningsfotodetektor og to til optisk kobling og væskeinput.Afslut.En trevejsventil forbundet til Pike-indløbsrøret bruges til at skifte den indkommende prøve.Peek-røret passer tæt mod kvartspladen og MWC, så dødvolumen i T-stikket holdes på et minimum, hvilket effektivt forhindrer luftbobler i at blive fanget.Derudover kan den kollimerede stråle nemt og effektivt indføres i MWC'en gennem T-stykket kvartsplade.
Strålen og væskeprøven indføres i MCC'en gennem et T-stykke, og strålen, der passerer gennem MCC'en, modtages af en fotodetektor.Indkommende opløsninger af farvede eller blindprøver blev skiftevis indført i ICC gennem en trevejsventil.Ifølge Beers lov kan den optiske tæthed af en farvet prøve beregnes ud fra ligningen.1.10
hvor Vcolor og Vblank er udgangssignalerne fra fotodetektoren, når henholdsvis farve- og blankprøver indføres i MCC'en, og Vdark er fotodetektorens baggrundssignal, når LED'en er slukket.Ændringen i udgangssignalet ΔV = Vcolor–Vblank kan måles ved at skifte samples.Ifølge ligningen.Som vist i figur 1, hvis ΔV er meget mindre end Vblank–Vdark, kan små ændringer i Vblank (f.eks. drift) have ringe effekt på AMWC-værdien, når der bruges et samplingsskifteskema.
For at sammenligne ydelsen af ​​det MWC-baserede fotometer med det kuvettebaserede spektrofotometer, blev en rød blækopløsning brugt som farveprøve på grund af dets fremragende farvestabilitet og gode koncentrations-absorbans-linearitet, DI H2O som en blindprøve..Som vist i tabel 1 blev en række røde blækopløsninger fremstillet ved seriefortyndingsmetoden under anvendelse af DI H2O som opløsningsmiddel.Den relative koncentration af prøve 1 (S1), ufortyndet original rød maling, blev bestemt til 1,0.På fig.Figur 2 viser optiske fotografier af 11 røde blækprøver (S4 til S14) med relative koncentrationer (angivet i tabel 1) i området fra 8,0 × 10-3 (venstre) til 8,2 × 10-10 (højre).
Måleresultaterne for prøve 6 er vist i fig.3(a).Punkterne for skift mellem farvede og blanke prøver er markeret i figuren med dobbeltpile "↔".Det kan ses, at udgangsspændingen stiger hurtigt, når der skiftes fra farveprøver til blankprøver og omvendt.Vcolor, Vblank og den tilsvarende ΔV kan opnås som vist på figuren.
(a) Måleresultater for prøve 6, (b) prøve 9, (c) prøve 13 og (d) prøve 14 ved brug af et MWC-baseret fotometer.
Måleresultaterne for prøverne 9, 13 og 14 er vist i fig.3(b)-(d), henholdsvis.Som vist i figur 3(d), er den målte ΔV kun 5 nV, hvilket er næsten 3 gange støjværdien (2 nV).En lille ΔV er svær at skelne fra støj.Således nåede detektionsgrænsen en relativ koncentration på 8,2×10-10 (prøve 14).Ved hjælp af ligninger.1. AMWC absorbans kan beregnes ud fra målte Vcolor, Vblank og Vdark værdier.For en fotodetektor med en forstærkning på 104 Vdark er -0,68 μV.Måleresultaterne for alle prøver er opsummeret i tabel 1 og kan findes i det supplerende materiale.Som vist i tabel 1 mætter absorbans fundet ved høje koncentrationer, så absorbans over 3,7 kan ikke måles med MWC-baserede spektrometre.
Til sammenligning blev en rød blækprøve også målt med et spektrofotometer, og den målte akuvetteabsorbans er vist i figur 4. Acuvetteværdierne ved 505 nm (som vist i tabel 1) blev opnået ved at henvise til kurverne for prøverne 10, 11 eller 12 (som vist i det indsatte).til fig. 4) som en basislinje.Som vist nåede detektionsgrænsen en relativ koncentration på 2,56 x 10-6 (prøve 9), fordi absorptionskurverne for prøve 10, 11 og 12 ikke kunne skelnes fra hinanden.Ved brug af det MWC-baserede fotometer blev detektionsgrænsen således forbedret med en faktor 3125 sammenlignet med det kuvettebaserede spektrofotometer.
Afhængighedsabsorptionskoncentration er vist i fig. 5.For kuvettemålinger er absorbansen proportional med blækkoncentrationen ved en vejlængde på 1 cm.Mens der for MWC-baserede målinger blev observeret en ikke-lineær stigning i absorbans ved lave koncentrationer.Ifølge Beers lov er absorbans proportional med den optiske vejlængde, så absorptionsforstærkningen AEF (defineret som AEF = AMWC/Acuvette ved samme blækkoncentration) er forholdet mellem MWC og kuvettens optiske vejlængde.Som vist i figur 5 er konstanten AEF ved høje koncentrationer omkring 7,0, hvilket er rimeligt, da længden af ​​MWC er nøjagtig 7 gange længden af ​​en 1 cm kuvette. Ved lave koncentrationer (relateret koncentration <1,28 × 10-5) stiger AEF dog med faldende koncentration og ville nå en værdi på 803 ved relateret koncentration på 8,2 × 10-10 ved at ekstrapolere kurven for kuvettebaseret måling. Ved lave koncentrationer (relateret koncentration <1,28 × 10-5) stiger AEF dog med faldende koncentration og ville nå en værdi på 803 ved relateret koncentration på 8,2 × 10-10 ved at ekstrapolere kurven for kuvettebaseret måling. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с мументиш достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измерювна. Ved lave koncentrationer (relativ koncentration <1,28 × 10-5) stiger AEF med faldende koncentration og kan nå en værdi på 803 ved en relativ koncentration på 8,2 × 10-10, når det ekstrapoleres fra en kuvettebaseret målekurve.然而，在低浓度（相关浓度<1,28 × 10-5 ）下，AEF 随着浓度的降低怌增亟台斔债加弌并色皿的测量曲线，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 降低 而 并 并 幺比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8,2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达值。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается концентрации, концентрации и экстраполяции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,10 × 8,20 × 8,20. Men ved lave koncentrationer (relevante koncentrationer < 1,28 × 10-5) stiger AED'en med faldende koncentration, og når den ekstrapoleres fra en kuvettebaseret målekurve, når den en relativ koncentrationsværdi på 8,2 × 10-10 803 .Dette resulterer i en tilsvarende optisk vej på 803 cm (AEF × 1 cm), hvilket er meget længere end den fysiske længde af MWC, og endda længere end den længste kommercielt tilgængelige LWC (500 cm fra World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC har en længde på 200 cm).Denne ikke-lineære stigning i absorption i LWC er ikke tidligere blevet rapporteret.
På fig.6(a)-(c) viser henholdsvis et optisk billede, et mikroskopbillede og et optisk profilbillede af den indre overflade af MWC-sektionen.Som vist i fig.6(a), er den indre overflade glat og skinnende, kan reflektere synligt lys og er meget reflekterende.Som vist i fig.6(b), på grund af metallets deformerbarhed og krystallinske beskaffenhed opstår der små mesas og uregelmæssigheder på den glatte overflade. I lyset af et lille areal (<5 μm×5 μm) er ruheden af ​​de fleste overflader mindre end 1,2 nm (fig. 6(c)). I lyset af et lille område (<5 μm×5 μm) er ruheden af ​​de fleste overflader mindre end 1,2 nm (fig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (ри)с. På grund af det lille areal (<5 µm×5 µm) er ruheden af ​​det meste af overfladen mindre end 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 (ритыватость большинства поверхностей составляет 6,2 mdr.) (ритывая). I betragtning af det lille areal (<5 µm × 5 µm), er ruheden af ​​de fleste overflader mindre end 1,2 nm (fig. 6(c)).
(a) Optisk billede, (b) mikroskopbillede og (c) optisk billede af den indre overflade af MWC-udskæringen.
Som vist i fig.7(a), er den optiske vej LOP i kapillæren bestemt af indfaldsvinklen θ (LOP = LC/sinθ, hvor LC er den fysiske længde af kapillaren).For Teflon AF-kapillærer fyldt med DI H2O skal indfaldsvinklen være større end den kritiske vinkel på 77,8°, så LOP er mindre end 1,02 × LC uden yderligere forbedring3.6.Hvorimod, med MWC, er indespærringen af ​​lys inde i kapillæren uafhængig af brydningsindeks eller indfaldsvinkel, så når indfaldsvinklen falder, kan lysvejen være meget længere end længden af ​​kapillæren (LOP » LC).Som vist i fig.7(b), kan den korrugerede metaloverflade inducere lysspredning, hvilket i høj grad kan øge den optiske vej.
Derfor er der to lysveje til MWC: direkte lys uden refleksion (LOP = LC) og savtandslys med flere refleksioner mellem sidevæggene (LOP » LC).Ifølge Beers lov kan intensiteten af ​​det transmitterede direkte lys og zigzag lys udtrykkes som henholdsvis PS×exp(-α×LC) og PZ×exp(-α×LOP), hvor konstanten α er absorptionskoefficienten, som helt afhænger af blækkoncentrationen.
For blæk med høj koncentration (f.eks. relateret koncentration >1,28 × 10-5), er zigzag-lyset stærkt dæmpet, og dets intensitet er meget lavere end for lige lys på grund af den store absorptionskoefficient og dens meget længere optiske vej. For blæk med høj koncentration (f.eks. relateret koncentration >1,28 × 10-5), er zigzag-lyset stærkt dæmpet, og dets intensitet er meget lavere end for lige lys på grund af den store absorptionskoefficient og dens meget længere optiske vej. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный загообразный загообразный о интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и горагонич излучения. For blæk med høj koncentration (f.eks. relativ koncentration >1,28×10-5) er zigzag-lyset stærkt dæmpet, og dets intensitet er meget lavere end for direkte lys på grund af den store absorptionskoefficient og meget længere optisk emission.spore.对于高浓度墨水（例如，相关浓度>1.28×10-5），Z字形光衰减很大，䅺弿，其强度由于吸收系数大，光学时间更长.对于 高浓度 墨水 （例如 ， 浓度 浓度> 1,28 × 10-5） ， z 字形 衰减 徺 大 衰减 徺 大 ）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Для чернил с высокой концентрацией (næste, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзагообразтый свеля и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и боглощения и большого ремени. For blæk med høj koncentration (f.eks. relevante koncentrationer >1,28×10-5) er zigzag-lyset betydeligt dæmpet, og dets intensitet er meget lavere end for direkte lys på grund af den store absorptionskoefficient og længere optisk tid.lille vej.Direkte lys dominerede således absorbansbestemmelsen (LOP=LC), og AEF blev holdt konstant på ~7,0. I modsætning hertil, når absorptionskoefficienten sænkes med faldende blækkoncentration (f.eks. relateret koncentration <1,28 × 10-5), øges intensiteten af ​​zigzag-lys hurtigere end for lige-lys, og derefter begynder zigzag-lys at spille en vigtigere rolle. I modsætning hertil, når absorptionskoefficienten sænkes med faldende blækkoncentration (f.eks. relateret koncentration <1,28 × 10-5), øges intensiteten af ​​zigzag-lys hurtigere end for lige-lys, og derefter begynder zigzag-lys at spille en vigtigere rolle. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (напримения, 2, 8, 2009) × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, и заратем начигв ет. Tværtimod, når absorptionskoefficienten falder med faldende blækkoncentration (f.eks. den relative koncentration <1,28×10-5), øges intensiteten af ​​zigzag-lyset hurtigere end for det direkte lys, og så begynder zigzag-lyset at spille.vigtigere rolle.相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相关浓度庼<1.28反，降低而降低时（例如，相关浓度庼<1.28反，店店店店店店店纗店度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一个更重要的角色。相反 , 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相兦 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 打. ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 雴 踪 重要 重要更 更 更 更 更 HI的角色. И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил я < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого, и тогнада зигет более важную роль. Omvendt, når absorptionskoefficienten falder med faldende blækkoncentration (for eksempel den tilsvarende koncentration < 1,28×10-5), øges intensiteten af ​​zigzag-lyset hurtigere end det direkte lys, og så begynder zigzag-lyset at spille en vigtigere rolle.rollekarakter.På grund af den optiske savtandsvej (LOP » LC) kan AEF derfor øges meget mere end 7,0.Præcise lystransmissionskarakteristika for MWC kan opnås ved hjælp af bølgeledertilstandsteori.
Ud over at forbedre den optiske vej bidrager hurtig prøveskift også til ultralave detektionsgrænser.På grund af den lille mængde MCC (0,16 ml), kan den nødvendige tid til at skifte og skifte opløsning i MCC være mindre end 20 sekunder.Som vist i figur 5 er den mindste detekterbare værdi for AMWC (2,5 × 10–4) 4 gange lavere end for Acuvette (1,0 × 10–3).Den hurtige omskiftning af den flydende opløsning i kapillæren reducerer effekten af ​​systemstøj (f.eks. drift) på nøjagtigheden af ​​absorbansforskellen sammenlignet med retentionsopløsningen i kuvetten.For eksempel, som vist i fig.3(b)-(d), kan ΔV let skelnes fra et driftsignal på grund af hurtig prøveomskiftning i kapillæren med lille volumen.
Som vist i tabel 2 blev en række glucoseopløsninger i forskellige koncentrationer fremstillet under anvendelse af DI H2O som opløsningsmiddel.Farvede eller blindprøver blev fremstillet ved at blande glucoseopløsning eller deioniseret vand med kromogene opløsninger af henholdsvis glucoseoxidase (GOD) og peroxidase (POD) 37 i et fast volumenforhold på 3:1.På fig.8 viser optiske fotografier af ni farvede prøver (S2-S10) med glucosekoncentrationer i området fra 2,0 mM (venstre) til 5,12 nM (højre).Rødme aftager med faldende glukosekoncentration.
Resultaterne af målinger af prøver 4, 9 og 10 med et MWC-baseret fotometer er vist i fig.9(a)-(c), henholdsvis.Som vist i fig.9(c), bliver den målte ΔV mindre stabil og stiger langsomt under målingen, da farven på selve GOD-POD-reagenset (selv uden tilsætning af glukose) langsomt ændrer sig i lyset.Således kan successive ΔV-målinger ikke gentages for prøver med en glucosekoncentration på mindre end 5,12 nM (prøve 10), fordi når ΔV er lille nok, kan ustabiliteten af ​​GOD-POD-reagenset ikke længere negligeres.Derfor er detektionsgrænsen for glucoseopløsning 5,12 nM, selvom den tilsvarende ΔV-værdi (0,52 µV) er meget større end støjværdien (0,03 µV), hvilket indikerer, at en lille ΔV stadig kan detekteres.Denne detektionsgrænse kan forbedres yderligere ved at bruge mere stabile kromogene reagenser.
(a) Måleresultater for prøve 4, (b) prøve 9 og (c) prøve 10 ved brug af et MWC-baseret fotometer.
AMWC-absorbansen kan beregnes ved hjælp af de målte Vcolor-, Vblank- og Vdark-værdier.For en fotodetektor med en forstærkning på 105 Vdark er -0,068 μV.Mål for alle prøver kan indstilles i det supplerende materiale.Til sammenligning blev glukoseprøver også målt med et spektrofotometer, og den målte absorbans af Acuvette nåede en detektionsgrænse på 0,64 µM (prøve 7) som vist i figur 10.
Forholdet mellem absorbans og koncentration er vist i figur 11. Med det MWC-baserede fotometer blev der opnået en 125-fold forbedring af detektionsgrænsen sammenlignet med det kuvettebaserede spektrofotometer.Denne forbedring er lavere end den røde blæk-analyse på grund af den dårlige stabilitet af GOD-POD-reagenset.En ikke-lineær stigning i absorbans ved lave koncentrationer blev også observeret.
Det MWC-baserede fotometer er udviklet til ultrafølsom detektion af væskeprøver.Den optiske vej kan øges betydeligt og meget længere end den fysiske længde af MWC, fordi lys spredt af de bølgede glatte metalsidevægge kan være indeholdt i kapillæren uanset indfaldsvinklen.Koncentrationer så lave som 5,12 nM kan opnås ved hjælp af konventionelle GOD-POD-reagenser takket være ny ikke-lineær optisk amplifikation og hurtig prøveskift og glukosedetektering.Dette kompakte og billige fotometer vil blive meget brugt i biovidenskab og miljøovervågning til sporanalyse.
Som vist i figur 1 består det MWC-baserede fotometer af et 7 cm langt MWC (indre diameter 1,7 mm, ydre diameter 3,18 mm, EP klasse elektropoleret indvendig overflade, SUS316L rustfrit stål kapillar), en 505 nm bølgelængde LED (Thorlabs variabel M505F1), Lenser med variabel strålespredning (Thorlabs M505F1). DB450C) og to T-stik til optisk kommunikation og væske ind/ud.T-forbindelsen er lavet ved at lime en gennemsigtig kvartsplade til et PMMA-rør, hvori MWC- og Peek-rør (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.) er tæt indsat og limet.En trevejsventil forbundet til Pike-indløbsrøret bruges til at skifte den indkommende prøve.Fotodetektoren kan konvertere den modtagne optiske effekt P til et forstærket spændingssignal N×V (hvor V/P = 1,0 V/W ved 1550 nm, forstærkning N kan justeres manuelt i området 103-107).For kortheds skyld bruges V i stedet for N×V som udgangssignal.
Til sammenligning blev et kommercielt spektrofotometer (Agilent Technologies Cary 300-serien med R928 High Efficiency Photomultiplikator) med en 1,0 cm kuvettecelle også brugt til at måle absorbansen af ​​væskeprøver.
Den indre overflade af MWC-snittet blev undersøgt ved hjælp af en optisk overfladeprofiler (ZYGO New View 5022) med en vertikal og lateral opløsning på henholdsvis 0,1 nm og 0,11 µm.
Alle kemikalier (analytisk kvalitet, ingen yderligere oprensning) blev købt fra Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Glucosetestsæt omfatter glucoseoxidase (GOD), peroxidase (POD), 4-aminoantipyrin og phenol osv. Den kromogene opløsning blev fremstillet ved den sædvanlige GOD-POD 37 metode.
Som vist i tabel 2 blev en række glucoseopløsninger i forskellige koncentrationer fremstillet under anvendelse af DI H2O som fortyndingsmiddel ved anvendelse af en seriel fortyndingsmetode (se Supplerende materialer for detaljer).Forbered farvede eller blindprøver ved at blande glucoseopløsning eller deioniseret vand med kromogen opløsning i et fast volumenforhold på henholdsvis 3:1.Alle prøver blev opbevaret ved 37°C beskyttet mod lys i 10 minutter før måling.I GOD-POD-metoden bliver farvede prøver røde med et absorptionsmaksimum ved 505 nm, og absorptionen er næsten proportional med glucosekoncentrationen.
Som vist i tabel 1 blev en række røde blækopløsninger (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Kina) fremstillet ved seriefortyndingsmetoden under anvendelse af DI H2O som opløsningsmiddel.
Sådan citeres denne artikel: Bai, M. et al.Kompakt fotometer baseret på metalbølgelederkapillærer: til bestemmelse af nanomolære koncentrationer af glucose.videnskaben.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Forøgelse af nøjagtigheden af ​​væskeanalyse og pH-værdikontrol ved hjælp af en væskekernebølgeleder. Dress, P. & Franke, H. Forøgelse af nøjagtigheden af ​​væskeanalyse og pH-værdikontrol ved hjælp af en væskekernebølgeleder.Dress, P. og Franke, H. Forbedring af nøjagtigheden af ​​væskeanalyse og pH-kontrol med en flydende kernebølgeleder. 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. og Franke, H. Forbedring af nøjagtigheden af ​​væskeanalyse og pH-kontrol ved hjælp af flydende kernebølgeledere.Skift til videnskab.måler.68, 2167-2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Kontinuerlig kolorimetrisk bestemmelse af sporammonium i havvand med en langvejs væskebølgelederkapillærcelle. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Kontinuerlig kolorimetrisk bestemmelse af sporammonium i havvand med en langvejs væskebølgelederkapillærcelle.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ og Hansel, DA Kontinuerlig kolorimetrisk bestemmelse af spormængder af ammonium i havvand ved hjælp af en kapillarcelle med en flydende bølgeleder. 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 og Hansel, DA Kontinuerlig kolorimetrisk bestemmelse af spormængder af ammonium i havvand ved hjælp af langtrækkende flydende bølgelederkapillærer.Kemi i marts.96, 73-85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Gennemgang af nylige anvendelser af væskebølgelederkapillærcellen i flowbaserede analyseteknikker for at øge følsomheden af ​​spektroskopiske detektionsmetoder. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Gennemgang af nylige anvendelser af væskebølgelederkapillærcellen i flowbaserede analyseteknikker for at øge følsomheden af ​​spektroskopiske detektionsmetoder.Pascoa, RNMJ, Toth, IV og Rangel, AOSS En gennemgang af nylige anvendelser af væskebølgelederkapillærcellen i flowanalyseteknikker for at forbedre følsomheden af ​​spektroskopiske detektionsmetoder. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS.谱检测方法的灵敏度. Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏底度 灵敏底度 灵敏度 灵敏灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏底度 灵敏底 灵度 灵敏度敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV og Rangel, AOSS En gennemgang af nylige anvendelser af flydende bølgelederkapillærceller i flowbaserede analytiske metoder for at øge følsomheden af ​​spektroskopiske detektionsmetoder.anus.Chim.Lov 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersøgelse af tykkelsen af ​​Ag, AgI-film i kapillæren for hule bølgeledere. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersøgelse af tykkelsen af ​​Ag, AgI-film i kapillæren for hule bølgeledere.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. og Shen J. Undersøgelse af tykkelsen af ​​film Ag, AgI i kapillær for hule bølgeledere. 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. Forskning i tykkelsen af ​​tynd film af Ag og AgI i luftkanalen.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. og Shen J. Undersøgelse af tyndfilmtykkelse Ag, AgI i hule bølgelederkapillærer.Infrarød fysik.technology 42, 501-508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bestemmelse af nanomolære koncentrationer af fosfat i naturligt vand ved hjælp af flowinjektion med en lang vejlængde væskebølgelederkapillærcelle og faststofspektrofotometrisk detektion. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bestemmelse af nanomolære koncentrationer af fosfat i naturligt vand ved hjælp af flowinjektion med en lang vejlængde væskebølgelederkapillærcelle og faststofspektrofotometrisk detektion.Gimbert, LJ, Haygarth, PM og Worsfold, PJ Bestemmelse af nanomolære fosfatkoncentrationer i naturligt vand ved hjælp af flowinjektion med en flydende bølgelederkapillærcelle og faststofspektrofotometrisk detektion. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ.纳摩尔浓度的磷酸盐. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bestemmelse af fosfatkoncentration i naturligt vand ved hjælp af en væskesprøjte og langtrækkende væskebølgelederkapillarrør.Gimbert, LJ, Haygarth, PM og Worsfold, PJ Bestemmelse af nanomolært fosfat i naturligt vand ved hjælp af injektionsflow og kapillærbølgeleder med lang optisk vej og faststofspektrofotometrisk detektion.Taranta 71, 1624-1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearitet og effektiv optisk vejlængde af flydende bølgelederkapillærceller. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearitet og effektiv optisk vejlængde af flydende bølgelederkapillærceller.Belz M., Dress P., Suhitsky A. og Liu S. Linearitet og effektiv optisk vejlængde i væskebølgeledere i kapillærceller. 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. Lineariteten og den effektive længde af flydende vand.Belz M., Dress P., Suhitsky A. og Liu S. Lineær og effektiv optisk vejlængde i kapillærcellevæskebølge.SPIE 3856, 271-281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Lys for enden af ​​tunnelen: nylige analytiske anvendelser af væskekernebølgeledere. Dallas, T. & Dasgupta, PK Lys for enden af ​​tunnelen: nylige analytiske anvendelser af væskekernebølgeledere.Dallas, T. og Dasgupta, PK Lys for enden af ​​tunnelen: nylige analytiske anvendelser af væskekernebølgeledere. Dallas, T. & Dasgupta, PK Lys for enden af ​​tunnelen：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Lys for enden af ​​tunnelen：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. og Dasgupta, PK Lys for enden af ​​tunnelen: den seneste analytiske anvendelse af væskekernebølgeledere.TrAC, trendanalyse.Kemisk.23, 385-392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID En alsidig fotometrisk detektionscelle til total intern refleksion til flowanalyse. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID En alsidig fotometrisk detektionscelle til total intern refleksion til flowanalyse.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR og McKelvey, ID Universal fotometrisk total intern refleksionscelle til flowanalyse. 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 og McKelvey, ID Universal TIR fotometrisk celle til flowanalyse.Taranta 79, 830-835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-reflekterende fotometrisk flowcelle til brug i flowinjektionsanalyse af flodmundingsvand. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-reflekterende fotometrisk flowcelle til brug i flowinjektionsanalyse af flodmundingsvand.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ og McKelvey, ID En fotometrisk flowcelle med multireflektans til brug i flowanalyse af flodmundingsvand. 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。析 Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ og McKelvey, ID En fotometrisk flowcelle med multireflektans til flowinjektionsanalyse i flodmundinger.anus Chim.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Håndholdt fotometer baseret på væskekernebølgelederabsorptionsdetektion for prøver i nanoliterskala. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Håndholdt fotometer baseret på væskekernebølgelederabsorptionsdetektion til prøver i nanoliterskala.Pan, J.-Z., Yao, B. og Fang, K. Et håndholdt fotometer baseret på væskekernebølgelængdeabsorptionsdetektion for prøver i nanoliterskala. 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. Baseret på 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. og Fang, K. Et håndholdt fotometer med en prøve i nanoskala baseret på påvisning af absorption i en væskekernebølge.anus kemisk.82, 3394-3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Øg følsomheden af ​​injektionsflowanalyse ved at bruge en kapillær flowcelle med en lang optisk vej til spektrofotometrisk detektion.anus.videnskaben.22, 57-60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Anvendelse af flydende kapillærbølgeleder i absorbansspektroskopi (Svar på kommentaren af ​​Byrne og Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Anvendelse af flydende kapillærbølgeleder i absorbansspektroskopi (Svar på kommentaren af ​​Byrne og Kaltenbacher).D'Sa, EJ og Steward, RG Anvendelser af flydende kapillære bølgeledere i absorptionsspektroskopi (Svar på kommentarer af Byrne og 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 Anvendelse af flydende 毛绿波波对在absorptionsspektrum（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ og Steward, RG Flydende kapillære bølgeledere til absorptionsspektroskopi (som svar på kommentarer fra Byrne og Kaltenbacher).limonol.Oceanograf.46, 742-745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Fiberoptisk evanescent feltabsorptionssensor: Effekt af fiberparametre og sondens geometri. Khijwania, SK & Gupta, BD Fiberoptisk evanescent feltabsorptionssensor: Effekt af fiberparametre og sondens geometri.Hijvania, SK og Gupta, BD Fiber Optic Evanescent Field Absorption Sensor: Påvirkning af fiberparametre og sondegeometri. 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 og Gupta, BD Evanescent feltabsorptionsfiberoptiske sensorer: indflydelse af fiberparametre og sondegeometri.Optics and Quantum Electronics 31, 625-636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Vinkeludgang af hule, metalforede, bølgeleder Raman-sensorer. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Vinkeludgang af hule, metalforede, bølgeleder Raman-sensorer.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. og Woodruff, SD Vinkeludgang af hulbølgeleder Raman-sensorer med metalforing. 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. og Woodruff, SD Vinkeludgang af en Raman-sensor med en bølgeleder af bar metal.ansøgning om at vælge 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA En oversigt over hule bølgeledere til IR-transmission.fiberintegration.at vælge.19, 211-227 (2000).