از بازدید شما از Nature.com سپاسگزاریم.نسخه مرورگری که استفاده می کنید پشتیبانی محدودی از CSS دارد.برای بهترین تجربه، توصیه می کنیم از یک مرورگر به روز شده استفاده کنید (یا حالت سازگاری را در اینترنت اکسپلورر غیرفعال کنید).در عین حال، برای اطمینان از پشتیبانی مداوم، سایت را بدون استایل و جاوا اسکریپت ارائه می کنیم.
تجزیه و تحلیل ردیابی نمونه های مایع دارای کاربردهای گسترده ای در علوم زیستی و نظارت بر محیط زیست است.در این کار، ما یک فتومتر فشرده و ارزان بر اساس مویرگ‌های هدایت موج فلزی (MCCs) برای تعیین جذب فوق حساس ایجاد کرده‌ایم.مسیر نوری را می توان تا حد زیادی افزایش داد و بسیار طولانی تر از طول فیزیکی MWC است، زیرا نور پراکنده شده توسط دیواره های فلزی صاف موجدار می تواند بدون توجه به زاویه تابش در داخل مویین قرار گیرد.به دلیل تقویت نوری غیرخطی جدید و سوئیچینگ نمونه سریع و تشخیص گلوکز، می توان با استفاده از معرف های کروموژنیک رایج، غلظت های کمتر از 5.12 نانومتر را به دست آورد.
نورسنجی به طور گسترده ای برای تجزیه و تحلیل ردیابی نمونه های مایع به دلیل فراوانی معرف های کروموژنیک موجود و دستگاه های نوری نیمه هادی 1،2،3،4،5 استفاده می شود.در مقایسه با تعیین جذب سنتی مبتنی بر کووت، مویرگ‌های موجبر موج مایع (LWC) با نگه داشتن نور پروب در داخل مویرگی 1،2،3،4،5 منعکس می‌شوند.با این حال، بدون بهبود بیشتر، مسیر نوری تنها به طول فیزیکی LWC3.6 نزدیک است و افزایش طول LWC بیش از 1.0 متر از تضعیف نور شدید و خطر بالای حباب‌ها و غیره رنج می‌برد.
در حال حاضر دو نوع اصلی LWC وجود دارد، یعنی مویرگ‌های تفلون AF (دارای ضریب شکست فقط 1.3 که کمتر از آب است) و مویرگ‌های سیلیسی که با تفلون AF یا لایه‌های فلزی پوشانده شده‌اند1،3،4.برای دستیابی به TIR در فصل مشترک بین مواد دی الکتریک، موادی با ضریب شکست کم و زوایای فرود نور بالا مورد نیاز هستند 3،6،10.با توجه به مویرگ های تفلون AF، تفلون AF به دلیل ساختار متخلخل خود قابل تنفس است3،11 و می تواند مقادیر کمی از مواد موجود در نمونه های آب را جذب کند.برای مویرگ های کوارتز که در خارج با تفلون AF یا فلز پوشش داده شده اند، ضریب شکست کوارتز (1.45) بالاتر از اکثر نمونه های مایع است (به عنوان مثال 1.33 برای آب) 3،6،12،13.برای مویرگ های پوشش داده شده با یک فیلم فلزی در داخل، خواص حمل و نقل مورد مطالعه قرار گرفته است 14،15،16،17،18، اما فرآیند پوشش پیچیده است، سطح فیلم فلزی دارای ساختار خشن و متخلخل است.
علاوه بر این، LWCهای تجاری (مویرگی های با پوشش تفلون AF و مویرگ های سیلیکا با پوشش تفلون AF، World Precision Instruments, Inc.) دارای معایب دیگری هستند، مانند: برای ایراد..حجم مرده زیاد کانکتور TIR3,10, (2) (برای اتصال مویرگ ها، الیاف و لوله های ورودی/خروجی) می تواند حباب های هوا را به دام بیندازد.
در عین حال، تعیین سطح گلوکز برای تشخیص دیابت، سیروز کبدی و بیماری‌های روانی از اهمیت بالایی برخوردار است.و بسیاری از روش های تشخیص مانند فتومتری (از جمله اسپکتروفتومتری 21، 22، 23، 24، 25 و رنگ سنجی روی کاغذ 26، 27، 28)، گالوانومتری 29، 30، 31، فلورومتری 32، 33، 35، 35، 34، 34، 34.37، حفره Fabry-Pero 38، الکتروشیمی 39 و الکتروفورز مویرگی 40،41 و غیره.با این حال، بیشتر این روش‌ها به تجهیزات گران قیمت نیاز دارند و تشخیص گلوکز در غلظت‌های نانومولاری یک چالش باقی می‌ماند (به عنوان مثال، برای اندازه‌گیری‌های فتومتریک 21، 22، 23، 24، 25، 26، 27، 28، کمترین غلظت گلوکز).محدودیت زمانی که نانوذرات آبی پروس به عنوان تقلید کننده پراکسیداز استفاده شد، تنها 30 نانومتر بود.آنالیزهای گلوکز نانومولاری اغلب برای مطالعات سلولی در سطح مولکولی مانند مهار رشد سرطان پروستات انسانی و رفتار تثبیت CO2 پروکلروکوکوس در اقیانوس مورد نیاز است.
در این مقاله، یک فتومتر فشرده و ارزان قیمت بر اساس یک مویرگ موجبر فلزی (MWC)، یک مویرگ فولادی ضد زنگ SUS316L با سطح داخلی الکتروپیل شده، برای تعیین جذب فوق حساس توسعه داده شد.از آنجایی که نور می تواند بدون توجه به زاویه تابش در داخل مویرگ های فلزی به دام بیفتد، مسیر نوری را می توان با پراکندگی نور بر روی سطوح فلزی موج دار و صاف بسیار افزایش داد و بسیار طولانی تر از طول فیزیکی MWC است.علاوه بر این، یک کانکتور T ساده برای اتصال نوری و ورودی/خروجی سیال برای به حداقل رساندن حجم مرده و جلوگیری از به دام افتادن حباب طراحی شده است.برای فتومتر 7 سانتی متری MWC، حد تشخیص حدود 3000 برابر در مقایسه با اسپکتروفتومتر تجاری با کووت 1 سانتی متری به دلیل بهبود جدید مسیر نوری غیر خطی و سوئیچینگ نمونه سریع، بهبود یافته و غلظت تشخیص گلوکز نیز قابل دستیابی است.تنها 5.12 نانومتر با استفاده از معرف های کروموژنیک رایج.
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، فتومتر مبتنی بر MWC شامل یک MWC به طول 7 سانتی متر با سطح داخلی الکتروپیل شده با درجه EP، یک LED 505 نانومتری با یک لنز، یک آشکارساز نور قابل تنظیم و دو برای اتصال نوری و ورودی مایع است.خارج شوید.یک شیر سه طرفه متصل به لوله ورودی Pike برای تعویض نمونه ورودی استفاده می شود.لوله Peek به خوبی در برابر صفحه کوارتز و MWC قرار می گیرد، بنابراین حجم مرده در کانکتور T به حداقل می رسد و به طور موثر از به دام افتادن حباب های هوا جلوگیری می کند.علاوه بر این، پرتوهای همسو شده را می توان به راحتی و به طور موثر از طریق صفحه کوارتز T-piece به MWC وارد کرد.
پرتو و نمونه مایع از طریق یک قطعه T به MCC وارد می شوند و پرتوی که از MCC عبور می کند توسط یک آشکارساز نوری دریافت می شود.محلول های ورودی نمونه های رنگ آمیزی شده یا خالی به طور متناوب از طریق یک دریچه سه طرفه به ICC وارد شدند.طبق قانون بیر، چگالی نوری یک نمونه رنگی را می توان از معادله محاسبه کرد.1.10
که در آن Vcolor و Vblank سیگنال‌های خروجی ردیاب نوری هستند که به ترتیب نمونه‌های رنگی و خالی به MCC وارد می‌شوند و Vdark سیگنال پس‌زمینه ردیاب نور هنگام خاموش شدن LED است.تغییر در سیگنال خروجی ΔV = Vcolor–Vblank را می توان با سوئیچینگ نمونه ها اندازه گیری کرد.با توجه به معادله.همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، اگر ΔV بسیار کوچکتر از Vblank–Vdark باشد، در هنگام استفاده از طرح سوئیچینگ نمونه برداری، تغییرات کوچک در Vblank (به عنوان مثال دریفت) می تواند تاثیر کمی بر مقدار AMWC داشته باشد.
برای مقایسه عملکرد نورسنج مبتنی بر MWC با اسپکتروفتومتر مبتنی بر کووت، یک محلول جوهر قرمز به عنوان نمونه رنگ به دلیل ثبات رنگ عالی و خطی بودن غلظت جذب خوب، DI H2O به عنوان نمونه خالی استفاده شد..همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، یک سری محلول جوهر قرمز با روش رقت سریال با استفاده از DI H2O به عنوان حلال تهیه شد.غلظت نسبی نمونه 1 (S1)، رنگ قرمز اصلی رقیق نشده، 1.0 تعیین شد.روی انجیرشکل 2 عکس‌های نوری 11 نمونه جوهر قرمز (S4 تا S14) را با غلظت‌های نسبی (ذکر شده در جدول 1) از 8.0 × 10-3 (سمت چپ) تا 8.2 × 10-10 (راست) نشان می‌دهد.
نتایج اندازه گیری برای نمونه 6 در شکل نشان داده شده است.3 (الف).نقاط جابجایی بین نمونه های رنگ آمیزی شده و نمونه های خالی در شکل با فلش های دوتایی "↔" مشخص شده اند.مشاهده می شود که ولتاژ خروجی هنگام تغییر از نمونه های رنگی به نمونه های خالی و بالعکس به سرعت افزایش می یابد.Vcolor، Vblank و ΔV مربوطه را می توان همانطور که در شکل نشان داده شده است به دست آورد.
(الف) نتایج اندازه گیری برای نمونه 6، (ب) نمونه 9، (ج) نمونه 13، و (د) نمونه 14 با استفاده از یک نورسنج مبتنی بر MWC.
نتایج اندازه گیری برای نمونه های 9، 13 و 14 در شکل ها نشان داده شده است.3 (ب) - (د)، به ترتیب.همانطور که در شکل 3 (d) نشان داده شده است، ΔV اندازه گیری شده تنها 5 nV است، که تقریبا 3 برابر مقدار نویز (2 nV) است.تشخیص یک ΔV کوچک از نویز دشوار است.بنابراین حد تشخیص به غلظت نسبی 10-10×2/8 رسید (نمونه 14).با کمک معادلات.1. جذب AMWC را می توان از مقادیر اندازه گیری شده Vcolor، Vblank و Vdark محاسبه کرد.برای ردیاب نوری با بهره 104 Vdark -0.68 میکروولت است.نتایج اندازه گیری برای همه نمونه ها در جدول 1 خلاصه شده است و می توان آن را در مواد تکمیلی یافت.همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، جذب موجود در غلظت های بالا اشباع می شود، بنابراین جذب بالای 3.7 را نمی توان با طیف سنج های مبتنی بر MWC اندازه گیری کرد.
برای مقایسه، یک نمونه جوهر قرمز نیز با اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری شد و میزان جذب Acuvette اندازه‌گیری شده در شکل 4 نشان داده شده است. مقادیر Acuvette در 505 نانومتر (همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است) با مراجعه به منحنی‌های نمونه‌های 10، 11 یا 12 (همانطور که در داخل نشان داده شده است) به دست آمد.به شکل 4) به عنوان یک خط پایه.همانطور که نشان داده شد، حد تشخیص به غلظت نسبی 6-10×56/2 رسید (نمونه 9) زیرا منحنی های جذب نمونه های 10، 11 و 12 از یکدیگر قابل تشخیص نبودند.بنابراین، هنگام استفاده از فتومتر مبتنی بر MWC، حد تشخیص با ضریب 3125 در مقایسه با اسپکتروفتومتر مبتنی بر کووت بهبود یافت.
جذب-غلظت وابستگی در شکل 5 ارائه شده است.برای اندازه گیری کووت، جذب متناسب با غلظت جوهر در طول مسیر 1 سانتی متر است.در حالی که، برای اندازه گیری های مبتنی بر MWC، افزایش غیر خطی در جذب در غلظت های پایین مشاهده شد.طبق قانون بیر، جذب متناسب با طول مسیر نوری است، بنابراین بهره جذب AEF (تعریف شده به عنوان AEF = AMWC/Acuvette در همان غلظت جوهر) نسبت MWC به طول مسیر نوری کووت است.همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، در غلظت های بالا، AEF ثابت حدود 7.0 است، که منطقی است زیرا طول MWC دقیقاً 7 برابر طول یک کووت 1 سانتی متری است. با این حال، در غلظت‌های پایین (غلظت مرتبط <1.28 × 10-5)، AEF با کاهش غلظت افزایش می‌یابد و با برون‌یابی منحنی اندازه‌گیری مبتنی بر کووت، به مقدار 803 در غلظت‌های مرتبط 10-10-8.2 می‌رسد. با این حال، در غلظت‌های پایین (غلظت مرتبط <1.28 × 10-5)، AEF با کاهش غلظت افزایش می‌یابد و با برون‌یابی منحنی اندازه‌گیری مبتنی بر کووت، به مقدار 803 در غلظت‌های مرتبط 10-10-8.2 می‌رسد. ازناکو در مرکز متمرکز (تنظیمات مرکزی <1,28 × 10–5) AEF با کاهش تمرکز و می تواند به اهمیت 803 کمک کند با توجه به تمرکزهای 8,2 × 10-1. . با این حال، در غلظت‌های پایین (غلظت نسبی <10-5 × 28/1)، AEF با کاهش غلظت افزایش می‌یابد و می‌تواند به مقدار 803 در غلظت نسبی 10-2/8 × 10-10 برسد.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比色皿的测量曲线，在相关浓度为8.2 × 10-10 时将达到803 的值。然而 ，在 低 浓度 （相关 浓度 <1.28 × 10-5） ， ， AEF 随着 的 降低 而 Ｘ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 8。 3 ازناکو برای تمرکزهای کوچک (مرحله‌های متمرکز < 1,28 × 10-5) . با این حال، در غلظت‌های پایین (غلظت‌های مربوطه کمتر از 1.28 × 10-5) AED با کاهش غلظت افزایش می‌یابد، و وقتی از منحنی اندازه‌گیری مبتنی بر کووت برون‌یابی شود، به مقدار غلظت نسبی 8.2 × 10-10 803 می‌رسد.این منجر به یک مسیر نوری متناظر 803 سانتی‌متر (AEF × 1 سانتی‌متر) می‌شود که بسیار طولانی‌تر از طول فیزیکی MWC، و حتی طولانی‌تر از طولانی‌ترین LWC تجاری موجود (500 سانتی‌متر از World Precision Instruments, Inc.) است.Doko Engineering LLC دارای طول 200 سانتی متر است.این افزایش غیر خطی در جذب در LWC قبلا گزارش نشده است.
روی انجیر6(a)-(c) به ترتیب یک تصویر نوری، یک تصویر میکروسکوپ، و یک تصویر نمایه ساز نوری از سطح داخلی بخش MWC را نشان می دهد.همانطور که در شکل نشان داده شده است.6(a)، سطح داخلی صاف و براق است، می تواند نور مرئی را منعکس کند و بسیار بازتابنده است.همانطور که در شکل نشان داده شده است.6(b)، به دلیل تغییر شکل پذیری و ماهیت کریستالی فلز، مزه های کوچک و بی نظمی در سطح صاف ظاهر می شود. با توجه به مساحت کوچک (<5μm×5μm)، زبری بیشتر سطوح کمتر از 1.2 نانومتر است (شکل 6(c)). از نظر یک منطقه کوچک (<5μm×5μm)، زبری بیشتر سطح کمتر از 1.2 نانومتر است (شکل 6(c)). Ввиду малой площади (<5 mkm×5 mkm) به دلیل مساحت کوچک (<5μm×5μm)، زبری بیشتر سطح کمتر از 1.2 نانومتر است (شکل 6(c)).考虑到小面积（<5μm×5μm），大多数表面的粗糙度小于1.2 نانومتر（图6（c））.考虑到小面积（<5μm×5μm），大多数表面的粗糙度小于1.2 نانومتر（图6（c））. Учитывая небольшую площадь (<5 × 5 میکرومتر × 5 میکرومتر)، 1.2 نانومتر 1.2 نانومتر است. با در نظر گرفتن مساحت کوچک (<5 میکرومتر × 5 میکرومتر)، زبری بیشتر سطوح کمتر از 1.2 نانومتر است (شکل 6(c)).
(الف) تصویر نوری، (ب) تصویر میکروسکوپ، و (ج) تصویر نوری از سطح داخلی برش MWC.
همانطور که در شکل نشان داده شده است.7(a)، مسیر نوری LOP در مویرگ با زاویه تابش θ تعیین می شود (LOP = LC/sinθ، که در آن LC طول فیزیکی مویرگ است).برای مویرگ های تفلون AF پر شده با DI H2O، زاویه برخورد باید بیشتر از زاویه بحرانی 77.8 درجه باشد، بنابراین LOP بدون بهبود بیشتر کمتر از 1.02 × LC است.در حالی که، با MWC، محصور شدن نور در داخل مویرگ مستقل از ضریب شکست یا زاویه تابش است، بنابراین با کاهش زاویه تابش، مسیر نور می تواند بسیار طولانی تر از طول مویرگ باشد (LOP »LC).همانطور که در شکل نشان داده شده است.7 (ب)، سطح فلز راه راه می تواند پراکندگی نور را القا کند، که می تواند مسیر نوری را تا حد زیادی افزایش دهد.
بنابراین، دو مسیر نور برای MWC وجود دارد: نور مستقیم بدون بازتاب (LOP = LC) و نور دندان اره ای با بازتاب های متعدد بین دیواره های جانبی (LOP »LC).بر اساس قانون بیر، شدت نور مستقیم و زیگزاگ ارسالی را می توان به ترتیب به صورت PS×exp(-α×LC) و PZ×exp(-α×LOP) بیان کرد که در آن ثابت α ضریب جذب است که کاملاً به غلظت جوهر بستگی دارد.
برای جوهر با غلظت بالا (به عنوان مثال، غلظت مرتبط > 1.28 × 10-5)، نور زیگزاگ بسیار ضعیف شده و شدت آن بسیار کمتر از نور مستقیم است، به دلیل ضریب جذب زیاد و مسیر نوری بسیار طولانی‌تر آن. برای جوهر با غلظت بالا (به عنوان مثال، غلظت مرتبط > 1.28 × 10-5)، به دلیل ضریب جذب زیاد و مسیر نوری بسیار طولانی تر، نور زیگزاگ بسیار ضعیف شده و شدت آن بسیار کمتر از نور مستقیم است. 1.28 × 10-5) до более длинного оптического излучения. برای جوهر با غلظت بالا (به عنوان مثال غلظت نسبی >10-5×1.28)، نور زیگزاگ به شدت ضعیف می شود و شدت آن به دلیل ضریب جذب زیاد و انتشار نوری بسیار طولانی تر، بسیار کمتر از نور مستقیم است.مسیر.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，其关浓度人由于吸收系数大，光学时间更长.对于 高浓度 墨水光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长دال چرنیل با یک مرکز مرکزی (مثلاً، متمرکزهای تکراری >10-5×1,28) длительного оптического времени. برای جوهرهای با غلظت بالا (به عنوان مثال، غلظت های مربوطه > 10-10×28/1)، نور زیگزاگ به طور قابل توجهی کاهش می یابد و شدت آن به دلیل ضریب جذب زیاد و زمان نوری طولانی تر از نور مستقیم بسیار کمتر است.جاده کوچکبنابراین، نور مستقیم بر تعیین جذب (LOP = LC) غالب شد و AEF در ~7.0 ثابت نگه داشت. در مقابل، هنگامی که ضریب جذب با کاهش غلظت جوهر کاهش می‌یابد (به عنوان مثال، غلظت مرتبط <10-5 × 28/1)، شدت نور زیگزاگ با سرعت بیشتری نسبت به نور مستقیم افزایش می‌یابد و سپس نور زیگزاگ نقش مهم‌تری ایفا می‌کند. در مقابل، هنگامی که ضریب جذب با کاهش غلظت جوهر کاهش می‌یابد (به عنوان مثال، غلظت مرتبط <10-5 × 28/1)، شدت نور زیگزاگ با سرعت بیشتری نسبت به نور مستقیم افزایش می‌یابد و سپس نور زیگزاگ نقش مهم‌تری ایفا می‌کند. به عنوان مثال، غیرفعال کردن مرکز مرکزی 10-5 × 1,28 × 10-5 × 10-5. ть зигзагообразный свет. برعکس، وقتی ضریب جذب با کاهش غلظت جوهر کاهش می یابد (به عنوان مثال، غلظت نسبی <10-5 × 28/1)، شدت نور زیگزاگ سریعتر از نور مستقیم افزایش می یابد و سپس نور زیگزاگ شروع به پخش می کند.نقش مهمتر相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相关浓度相关浓度相关浓度相关浓度相光浓度相关浓度相关浓度相关浓度ＢＢ×10度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一个更重要的角色。相反 ，当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相关 溡 相关） ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 发挥 作用 一 作用 一 个更 更 更 更 更 HI的角色. 1.28×10-5 × 10-5 зигзагообразный свет начинает играть более важную роль. برعکس، زمانی که ضریب جذب با کاهش غلظت جوهر کاهش می‌یابد (به عنوان مثال، غلظت مربوطه < 10-10×28/1)، شدت نور زیگزاگ سریع‌تر از نور مستقیم افزایش می‌یابد و سپس نور زیگزاگ شروع به ایفای نقش مهم‌تری می‌کند.شخصیت نقشبنابراین، با توجه به مسیر نوری دندان اره (LOP »LC)، AEF را می توان بسیار بیشتر از 7.0 افزایش داد.مشخصات دقیق انتقال نور MWC را می توان با استفاده از تئوری حالت موجبر بدست آورد.
سوئیچینگ سریع نمونه علاوه بر بهبود مسیر نوری، به محدودیت‌های تشخیص بسیار کم نیز کمک می‌کند.به دلیل حجم کم MCC (0.16 میلی لیتر)، زمان مورد نیاز برای تعویض و تغییر محلول ها در MCC می تواند کمتر از 20 ثانیه باشد.همانطور که در شکل 5 نشان داده شده است، حداقل مقدار قابل تشخیص AMWC (2.5 × 10-4) 4 برابر کمتر از Acuvette است (1.0 × 10-3).سوئیچینگ سریع محلول جاری در مویرگی اثر نویز سیستم (به عنوان مثال رانش) را بر دقت اختلاف جذب در مقایسه با محلول نگهدارنده در کووت کاهش می دهد.به عنوان مثال، همانطور که در شکل نشان داده شده است.3(b)-(d)، ΔV را می توان به راحتی از سیگنال دریفت به دلیل سوئیچینگ سریع نمونه در مویرگ با حجم کم تشخیص داد.
همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است، طیفی از محلول های گلوکز در غلظت های مختلف با استفاده از DI H2O به عنوان حلال تهیه شد.نمونه‌های رنگ‌آمیزی یا خالی با مخلوط کردن محلول گلوکز یا آب دیونیزه شده با محلول‌های کروموژنیک گلوکز اکسیداز (GOD) و پراکسیداز (POD) 37 به ترتیب در نسبت حجمی ثابت 3:1 تهیه شدند.روی انجیر8 عکس های نوری از 9 نمونه رنگ آمیزی شده (S2-S10) را با غلظت گلوکز در محدوده 2.0 میلی مولار (سمت چپ) تا 5.12 نانومتر (راست) نشان می دهد.قرمزی با کاهش غلظت گلوکز کاهش می یابد.
نتایج اندازه گیری نمونه های 4، 9 و 10 با یک فتومتر مبتنی بر MWC در شکل ها نشان داده شده است.9 (الف) - (ج)، به ترتیب.همانطور که در شکل نشان داده شده است.9(c)، ΔV اندازه گیری شده پایدارتر می شود و به آرامی در طول اندازه گیری افزایش می یابد زیرا رنگ خود معرف GOD-POD (حتی بدون افزودن گلوکز) به آرامی در نور تغییر می کند.بنابراین، اندازه گیری های پی در پی ΔV را نمی توان برای نمونه هایی با غلظت گلوکز کمتر از 5.12 نانومتر (نمونه 10) تکرار کرد، زیرا وقتی ΔV به اندازه کافی کوچک است، دیگر نمی توان از ناپایداری معرف GOD-POD چشم پوشی کرد.بنابراین، حد تشخیص محلول گلوکز 5.12 نانومولار است، اگرچه مقدار ΔV متناظر (0.52 μV) بسیار بزرگتر از مقدار نویز (0.03 μV) است، که نشان می دهد که هنوز یک ΔV کوچک قابل تشخیص است.این حد تشخیص را می توان با استفاده از معرف های کروموژنیک پایدارتر بهبود بخشید.
(الف) نتایج اندازه گیری برای نمونه 4، (ب) نمونه 9، و (ج) نمونه 10 با استفاده از یک نورسنج مبتنی بر MWC.
جذب AMWC را می توان با استفاده از مقادیر اندازه گیری شده Vcolor، Vblank و Vdark محاسبه کرد.برای ردیاب نوری با بهره 105 Vdark -0.068 میکروولت است.اندازه گیری برای همه نمونه ها را می توان در مواد تکمیلی تنظیم کرد.برای مقایسه، نمونه‌های گلوکز نیز با اسپکتروفتومتر اندازه‌گیری شدند و جذب اندازه‌گیری‌شده Acuvette به حد تشخیص 0.64 میکرومولار رسید (نمونه 7) همانطور که در شکل 10 نشان داده شده است.
رابطه بین جذب و غلظت در شکل 11 ارائه شده است. با فتومتر مبتنی بر MWC، بهبودی 125 برابری در حد تشخیص در مقایسه با اسپکتروفتومتر مبتنی بر کووت حاصل شد.این بهبود به دلیل پایداری ضعیف معرف GOD-POD نسبت به سنجش جوهر قرمز کمتر است.افزایش غیر خطی در جذب در غلظت های پایین نیز مشاهده شد.
نورسنج مبتنی بر MWC برای تشخیص فوق حساس نمونه های مایع توسعه یافته است.مسیر نوری را می توان تا حد زیادی افزایش داد و بسیار طولانی تر از طول فیزیکی MWC است، زیرا نور پراکنده شده توسط دیواره های فلزی صاف موجدار می تواند بدون توجه به زاویه تابش در داخل مویین قرار گیرد.به لطف تقویت نوری غیرخطی جدید و سوئیچینگ سریع نمونه و تشخیص گلوکز، می‌توان با استفاده از معرف‌های معمولی GOD-POD به غلظت‌های کمتر از 5.12 نانومتر دست یافت.این نورسنج فشرده و ارزان به طور گسترده در علوم زیستی و نظارت بر محیط زیست برای تجزیه و تحلیل ردیابی استفاده خواهد شد.
همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، فتومتر مبتنی بر MWC متشکل از یک MWC به طول 7 سانتی متر (قطر داخلی 1.7 میلی متر، قطر بیرونی 3.18 میلی متر، سطح داخلی الکترو پولیش شده کلاس EP، مویین فولادی ضد زنگ SUS316L)، یک LED با طول موج 505 نانومتر (Thorlabs spreadable photoam 6 درجه و 6 درجه سانتی گراد متغیر است. M505F) Thorlabs PDB450C) و دو کانکتور T برای ارتباط نوری و مایع در داخل و خارج.کانکتور T با اتصال یک صفحه کوارتز شفاف به یک لوله PMMA ساخته می شود که در آن لوله های MWC و Peek (0.72 میلی متر ID، 1.6 میلی متر OD، Vici Valco Corp.) محکم وارد شده و چسبانده شده اند.یک شیر سه طرفه متصل به لوله ورودی Pike برای تعویض نمونه ورودی استفاده می شود.آشکارساز نوری می تواند توان نوری دریافتی P را به یک سیگنال ولتاژ تقویت شده N×V تبدیل کند (که در آن V/P = 1.0 V/W در 1550 نانومتر، بهره N را می توان به صورت دستی در محدوده 103-107 تنظیم کرد).برای اختصار، V به جای N×V به عنوان سیگنال خروجی استفاده می شود.
در مقایسه، یک اسپکتروفتومتر تجاری (سری Agilent Technologies Cary 300 with R928 High Efficiency Photomultiplier) با سلول کووت 1.0 سانتی متری نیز برای اندازه گیری جذب نمونه های مایع استفاده شد.
سطح داخلی برش MWC با استفاده از یک پروفیل سطح نوری (ZYGO New View 5022) با وضوح عمودی و جانبی به ترتیب 0.1 نانومتر و 0.11 میکرومتر مورد بررسی قرار گرفت.
همه مواد شیمیایی (درجه تجزیه و تحلیل، بدون تصفیه بیشتر) از شرکت بیوتکنولوژی سیچوان چوانگکه خریداری شد. کیت های تست گلوکز شامل گلوکز اکسیداز (GOD)، پراکسیداز (POD)، 4-آمینوآنتی پیرین و فنل و غیره است. محلول کروموژنیک با روش معمول GOD-POD 37 تهیه شد.
همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است، طیف وسیعی از محلول های گلوکز در غلظت های مختلف با استفاده از DI H2O به عنوان یک رقیق کننده با استفاده از روش رقت سریال تهیه شد (برای جزئیات به مواد تکمیلی مراجعه کنید).نمونه های رنگ آمیزی شده یا خالی را با مخلوط کردن محلول گلوکز یا آب دیونیزه شده با محلول کروموژنیک به ترتیب با نسبت حجمی ثابت 3:1 تهیه کنید.تمام نمونه ها قبل از اندازه گیری به مدت 10 دقیقه در دمای 37 درجه سانتی گراد و در معرض نور قرار گرفتند.در روش GOD-POD، نمونه های رنگ آمیزی شده با حداکثر جذب در طول موج 505 نانومتر قرمز می شوند و جذب تقریباً متناسب با غلظت گلوکز است.
همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است، یک سری محلول جوهر قرمز (شرکت جوهر شترمرغ، آموزشی ویبولیتین، تیانجین، چین) با روش رقت سریال با استفاده از DI H2O به عنوان حلال تهیه شد.
نحوه استناد به این مقاله: Bai, M. et al.فتومتر فشرده بر اساس مویرگ های موجبر فلزی: برای تعیین غلظت نانومولاری گلوکز.علم.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. افزایش دقت تجزیه و تحلیل مایع و کنترل مقدار pH با استفاده از یک موجبر با هسته مایع. Dress, P. & Franke, H. افزایش دقت تجزیه و تحلیل مایع و کنترل مقدار pH با استفاده از یک موجبر با هسته مایع.Dress, P. and Franke, H. بهبود دقت تجزیه و تحلیل مایع و کنترل pH با یک موجبر هسته مایع. لباس، P. & Franke، H. 使用液芯波导提高液体分析和pH 值控制的准确性。 لباس، P. & Franke، H. 使用液芯波导提高液体分析和pHDress, P. and Franke, H. بهبود دقت تجزیه و تحلیل مایع و کنترل pH با استفاده از موجبرهای هسته مایع.به علم روی آورید.متر68، 2167-2171 (1997).
Li، QP، Zhang، J. -Z.، Millero، FJ & Hansell، DA تعیین رنگ سنجی پیوسته آمونیوم ردیابی در آب دریا با یک سلول مویرگی موجبر موج مایع طولانی مسیر. Li، QP، Zhang، J.-Z.، Millero، FJ & Hansell، DA تعیین رنگ سنجی پیوسته آمونیوم ردیابی در آب دریا با یک سلول مویرگی موجبر موج مایع طولانی مسیر.Lee، KP، Zhang، J.-Z.، Millero، FJ و Hansel، DA تعیین رنگ سنجی مداوم مقادیر کمی از آمونیوم در آب دریا با استفاده از یک سلول مویرگی با یک موجبر مایع. 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 and Hansel, DA تعیین رنگ سنجی مداوم مقادیر کمی از آمونیوم در آب دریا با استفاده از مویرگهای موجبر موج مایع دوربرد.شیمی در ماه مارس96، 73-85 (2005).
Pascoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS مروری بر کاربردهای اخیر سلول مویرگی موجبر مایع در تکنیک‌های تحلیل مبتنی بر جریان برای افزایش حساسیت روش‌های تشخیص طیف‌سنجی. Pascoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS مروری بر کاربردهای اخیر سلول مویرگی موجبر مایع در تکنیک‌های تحلیل مبتنی بر جریان برای افزایش حساسیت روش‌های تشخیص طیف‌سنجی.Pascoa، RNMJ، Toth، IV و Rangel، AOSS مروری بر کاربردهای اخیر سلول مویرگی موجبر مایع در تکنیک‌های آنالیز جریان برای بهبود حساسیت روش‌های تشخیص طیف‌سنجی. Páscoa، RNMJ، Tóth، IV و Rangel، AOSS.谱检测方法的灵敏度. Páscoa، rnmj، tóth، IV و rangel، aoss方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa، RNMJ، Toth، IV و Rangel، AOSS مروری بر کاربردهای اخیر سلول های مویرگی موجبر مایع در روش های تحلیلی مبتنی بر جریان برای افزایش حساسیت روش های تشخیص طیف سنجی.مقعدچیم.قانون 739، 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. بررسی ضخامت لایه های Ag, AgI در مویرگ برای موجبرهای توخالی. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. بررسی ضخامت لایه های Ag, AgI در مویرگ برای موجبرهای توخالی.Wen T.، Gao J.، Zhang J.، Bian B. و Shen J. بررسی ضخامت لایه های Ag، AgI در مویرگی برای موجبرهای توخالی. ون، تی.، گائو، جی.، ژانگ، جی.، بیان، بی و شن، جی. 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. تحقیق در مورد ضخامت لایه نازک Ag و AgI در مجرای هوا.Wen T.، Gao J.، Zhang J.، Bian B. و Shen J. بررسی ضخامت لایه نازک Ag، AgI در مویرگ های موجبر توخالی.فیزیک مادون قرمزتکنولوژی 42، 501-508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ تعیین غلظت نانومولاری فسفات در آبهای طبیعی با استفاده از تزریق جریان با سلول مویرگی موجبر موج مایع با طول مسیر طولانی و تشخیص اسپکتروفتومتری حالت جامد. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ تعیین غلظت نانومولاری فسفات در آبهای طبیعی با استفاده از تزریق جریان با سلول مویرگی موجبر موج مایع با طول مسیر طولانی و تشخیص اسپکتروفتومتری حالت جامد.Gimbert، LJ، Haygarth، PM و Worsfold، PJ تعیین غلظت نانومولار فسفات در آب‌های طبیعی با استفاده از تزریق جریان با سلول مویرگی موجبر مایع و تشخیص اسپکتروفتومتری حالت جامد. Gimbert، LJ، Haygarth، PM & Worsfold، PJ.纳摩尔浓度的磷酸盐。 Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ تعیین غلظت فسفات در آب طبیعی با استفاده از سرنگ مایع و لوله مویرگی موجبر موج مایع دوربرد.Gimbert، LJ، Haygarth، PM و Worsfold، PJ تعیین نانومولار فسفات در آب طبیعی با استفاده از جریان تزریق و موجبر مویرگی با مسیر نوری طولانی و تشخیص اسپکتروفتومتری حالت جامد.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. خطی بودن و طول مسیر نوری موثر سلولهای مویرگی موجبر موج مایع. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. خطی بودن و طول مسیر نوری موثر سلولهای مویرگی موجبر موج مایع.Belz M.، Dress P.، Suhitsky A. and Liu S. خطی بودن و طول مسیر نوری موثر در موجبرهای مایع در سلول های مویرگی. بلز، ام، لباس، پی، سوخیتسکی، آ و لیو، اس. 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. خطی بودن و طول موثر آب مایع.Belz M., Dress P., Suhitsky A. and Liu S. طول مسیر نوری خطی و موثر در موج مایع سلول مویرگی.SPIE 3856, 271-281 (1999).
دالاس، تی و داسگوپتا، PK نور در انتهای تونل: کاربردهای تحلیلی اخیر موجبرهای هسته مایع. دالاس، تی و داسگوپتا، PK نور در انتهای تونل: کاربردهای تحلیلی اخیر موجبرهای هسته مایع.دالاس، تی و داسگوپتا، PK نور در انتهای تونل: کاربردهای تحلیلی اخیر موجبرهای هسته مایع. دالاس، تی و داسگوپتا، پی‌کی نور در انتهای تونل：液芯波导的最新分析应用. دالاس، تی و داسگوپتا، پی‌کی نور در انتهای تونل：液芯波导的最新分析应用.دالاس، تی و داسگوپتا، PK Light در انتهای تونل: آخرین کاربرد تحلیلی موجبرهای هسته مایع.Trac، تجزیه و تحلیل روند.شیمیایی.23, 385-392 (2004).
Ellis، PS، Gentle، BS، Grace، MR & McKelvie، ID یک سلول تشخیص نورسنجی بازتاب داخلی کلی همه کاره برای تجزیه و تحلیل جریان. Ellis، PS، Gentle، BS، Grace، MR & McKelvie، ID یک سلول تشخیص نورسنجی بازتاب داخلی کلی همه کاره برای تجزیه و تحلیل جریان.Ellis، PS، Gentle، BS، Grace، MR و McKelvey، ID سلول بازتاب داخلی کل فتومتریک جهانی برای تجزیه و تحلیل جریان. 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، IDسلول فتومتریک الیس، PS، جنتل، BS، گریس، MR و McKelvey، ID جهانی TIR برای آنالیز جریان.Taranta 79, 830-835 (2009).
Ellis، PS، Lyddy-Meaney، AJ، Worsfold، PJ & McKelvie، سلول جریان فتومتریک چند بازتابی ID برای استفاده در تجزیه و تحلیل تزریق جریان آبهای مصب رودخانه. Ellis، PS، Lyddy-Meaney، AJ، Worsfold، PJ & McKelvie، سلول جریان فتومتریک چند بازتابی ID برای استفاده در تجزیه و تحلیل تزریق جریان آبهای مصب رودخانه.Ellis، PS، Liddy-Minnie، AJ، Worsfold، PJ و McKelvey، ID یک سلول جریان فتومتریک چند بازتابی برای استفاده در تجزیه و تحلیل جریان آبهای مصب رودخانه. 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 Ellis، PS، Lyddy-Meaney، AJ، Worsfold، PJ & McKelvie، ID.Ellis، PS، Liddy-Minnie، AJ، Worsfold، PJ و McKelvey، ID یک سلول جریان فتومتریک چند بازتابی برای تجزیه و تحلیل تزریق جریان در آب‌های دهانه رودخانه.مقعد چیم.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. فتومتر دستی بر اساس تشخیص جذب موجبر مایع هسته ای برای نمونه های در مقیاس نانولیتر. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. فتومتر دستی بر اساس تشخیص جذب موجبر مایع هسته ای برای نمونه های در مقیاس نانولیتر.Pan, J.-Z., Yao, B. and Fang, K. یک فتومتر دستی بر اساس تشخیص جذب طول موج هسته مایع برای نمونه‌های مقیاس نانولیتری. پان، جی. -زی، یائو، بی و فانگ، کیو. 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. بر اساس 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. and Fang, K. یک فتومتر دستی با یک نمونه در مقیاس نانو بر اساس تشخیص جذب در یک موج هسته مایع.مقعد شیمیایی.82، 3394-3398 (2010).
ژانگ، J.-Z.حساسیت آنالیز جریان تزریق را با استفاده از سلول جریان مویرگی با مسیر نوری طولانی برای تشخیص اسپکتروفتومتری افزایش دهید.مقعدعلم.22، 57-60 (2006).
D'Sa، EJ & Steward، کاربرد موجبر مویرگی مایع RG در طیف سنجی جذبی (پاسخ به نظر Byrne و Kaltenbacher). D'Sa، EJ & Steward، کاربرد موجبر مویرگی مایع RG در طیف سنجی جذبی (پاسخ به نظر Byrne و Kaltenbacher).D'Sa، EJ و Steward، RG کاربرد موجبرهای مویرگی مایع در طیف‌سنجی جذبی (پاسخ به نظرات Byrne و 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 کاربرد مایع 毛绿波波对在طیف جذب（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.موجبرهای مویرگی D'Sa، EJ و Steward، RG Liquid برای طیف سنجی جذبی (در پاسخ به نظرات Byrne و Kaltenbacher).لیمونولاقیانوس شناس.46, 742-745 (2001).
سنسور جذب میدان فاسد فیبر نوری Khijwania، SK & Gupta، BD: تأثیر پارامترهای فیبر و هندسه کاوشگر. سنسور جذب میدان فاسد فیبر نوری Khijwania، SK & Gupta، BD: تأثیر پارامترهای فیبر و هندسه کاوشگر.Hijvania، SK و Gupta، BD فیبر نوری سنسور جذب میدان ناپایدار: تأثیر پارامترهای فیبر و هندسه پروب. 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。 خیجوانیا، SK & Gupta، BDحسگرهای فیبر نوری جذب میدان هیجوانیا، SK و گوپتا، BD Evanescent: تأثیر پارامترهای فیبر و هندسه پروب.Optics and Quantum Electronics 31, 625-636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD خروجی زاویه ای از حسگرهای رامان هدایت موج توخالی و فلزی. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD خروجی زاویه ای از حسگرهای رامان هدایت موج توخالی و فلزی.Bedjitsky, S., Burrich, MP, Falk, J. and Woodruff, SD خروجی زاویه ای حسگرهای رامان موجبر توخالی با پوشش فلزی. 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., Burrich, MP, Falk, J. and Woodruff, SD خروجی زاویه ای حسگر رامان با موجبر فلزی لخت.درخواست برای انتخاب 51، 2023-2025 (2012).
Harrington, JA مروری بر موجبرهای توخالی برای انتقال IR.ادغام فیبربرای انتخاب19, 211-227 (2000).