Tankewol foar it besykjen fan Nature.com.De browserferzje dy't jo brûke hat beheinde CSS-stipe.Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of kompatibiliteitsmodus útskeakelje yn Internet Explorer).Yn 'e tuskentiid, om trochgeande stipe te garandearjen, sille wy de side werjaan sûnder stilen en JavaScript.
Spoaranalyse fan floeibere monsters hat in breed oanbod fan tapassingen yn 'e libbenswittenskippen en miljeumonitoring.Yn dit wurk hawwe wy in kompakte en goedkeape fotometer ûntwikkele basearre op metalen waveguide capillaries (MCC's) foar ultrasensitive bepaling fan absorption.De optyske paad kin gâns ferhege, en folle langer as de fysike lingte fan de MWC, omdat ljocht ferspraat troch de corrugated glêde metalen sydmuorren kin wurde befette binnen de capillary nettsjinsteande de hoeke fan ynfal.Konsintraasjes sa leech as 5.12 nM kinne wurde berikt mei gebrûk fan gewoane chromogenyske reagenzjes troch nije net-lineêre optyske amplifikaasje en rappe sample-wikseling en glukose-deteksje.
Fotometry wurdt in protte brûkt foar spoaranalyse fan floeibere samples fanwegen de oerfloed fan beskikbere chromogene reagentia en optoelektroanyske semiconductor-apparaten1,2,3,4,5.Yn ferliking mei tradysjonele kuvette-basearre absorbânsjebepaling, reflektearje floeibere waveguide (LWC) kapillaren (TIR) ​​troch it sondeljocht yn 'e kapillair1,2,3,4,5 te hâlden.Lykwols, sûnder fierdere ferbettering, it optyske paad is allinnich ticht by de fysike lingte fan LWC3.6, en it fergrutsjen fan de LWC lingte boppe 1,0 m sil lêst fan sterke ljocht attenuation en in hege risiko fan bubbels, ensfh.
D'r binne op it stuit twa haadtypen fan LWC, nammentlik Teflon AF-kapillaren (mei in brekingsyndeks fan mar ~1.3, wat leger is as dy fan wetter) en silika-kapillaren bedekt mei Teflon AF of metaalfilms1,3,4.Om TIR te berikken op 'e ynterface tusken dielektryske materialen, binne materialen mei in lege brekingsyndeks en hege ljochtynfalshoeken fereaske3,6,10.Mei respekt foar Teflon AF kapillaren is Teflon AF ademend troch syn poreuze struktuer3,11 en kin lytse hoemannichten stoffen yn wettermonsters opnimme.Foar kwartskapillaren dy't oan 'e bûtenkant bedekt binne mei Teflon AF of metaal, is de brekingsyndeks fan kwarts (1.45) heger as de measte floeibere samples (bgl. 1.33 foar wetter) 3,6,12,13.Foar kapillaren bedekt mei in metalen film binnen, ferfier eigenskippen binne studearre14,15,16,17,18, mar it coating proses is yngewikkeld, it oerflak fan 'e metalen film hat in rûge en poreuze struktuer4,19.
Derneist hawwe kommersjele LWC's (AF Teflon Coated Capillaries en AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) wat oare neidielen, lykas: foar fouten..It grutte deade folume fan 'e TIR3,10, (2) T-ferbining (om kapillaren, fezels en ynlaat-/útlaatbuizen te ferbinen) kin luchtbellen fange10.
Tagelyk is de bepaling fan glukoazenivo's fan grut belang foar de diagnoaze fan diabetes, levercirrhosis en geastlike sykte20.en in protte opspoaren metoaden lykas fotometry (ynklusyf spektrofotometry 21, 22, 23, 24, 25 en kolorimetry op papier 26, 27, 28), galvanometry 29, 30, 31, fluorometry 32, 33, 34, 6 re optical polarimetry, 35, 35, 35, 35, 35, 35, 3537, Fabry-Perot holte 38, electrochemistry 39 en capillary electrophoresis 40,41 ensafuorthinne.De measte fan dizze metoaden fereaskje lykwols djoere apparatuer, en deteksje fan glukoaze by ferskate nanomolêre konsintraasjes bliuwt in útdaging (bygelyks foar fotometryske mjittingen21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, de leechste konsintraasje fan glukoaze).de beheining wie mar 30 nM doe't Prusyske blauwe nanopartikels waarden brûkt as peroxidase mimics).Nanomolêre glukose-analyzes binne faaks nedich foar sellulêre stúdzjes op molekulêr nivo, lykas remming fan minsklike prostaatkankergroei42 en it CO2-fixaasjegedrach fan Prochlorococcus yn 'e oseaan.
Yn dit artikel, in kompakte, goedkeape fotometer basearre op in metalen waveguide capillary (MWC), in SUS316L roestvrij stiel capillary mei in electropolished binnenste oerflak, waard ûntwikkele foar ultrasensitive absorption bepaling.Sûnt ljocht kin wurde fongen binnen metalen capillaries nettsjinsteande de hoeke fan ynfal, it optyske paad kin gâns ferhege troch ljocht ferstruit op corrugated en glêde metalen oerflakken, en is folle langer as de fysike lingte fan de MWC.Dêrneist is in ienfâldige T-connector ûntwurpen foar de optyske ferbining en floeistof inlet / outlet te minimalisearje deade folume en foarkomme bubble entrapment.Foar de 7 sm MWC-fotometer wurdt de deteksjelimyt sa'n 3000 kear ferbettere yn fergeliking mei de kommersjele spektrofotometer mei 1 sm cuvette troch de nije ferbettering fan it net-lineêre optyske paad en snelle sample-wikseling, en de konsintraasje fan glukoazedeteksje kin ek berikt wurde.allinnich 5,12 nM mei help fan mienskiplike chromogenic reagents.
Lykas werjûn yn figuer 1, bestiet de MWC-basearre fotometer út in 7 sm lange MWC mei in EP-klasse elektropolijst ynderlik oerflak, in 505 nm LED mei in lens, in ferstelbere winst fotodetektor, en twa foar optyske koppeling en floeibere ynfier.Útgong.In trije-wei fentyl ferbûn oan de Pike ynlaat buis wurdt brûkt om te wikseljen de ynkommende stekproef.De Peek-buis past goed tsjin 'e kwartsplaat en MWC, sadat it deade folume yn' e T-ferbining op in minimum wurdt hâlden, en effektyf foarkomt dat luchtbellen wurde fêstlein.Derneist kin de kollimearre beam maklik en effisjint yn 'e MWC ynfierd wurde troch de T-stik kwartsplaat.
De beam en floeibere sample wurde yn 'e MCC ynfierd troch in T-stik, en de beam dy't troch de MCC giet wurdt ûntfongen troch in fotodetektor.Ynkommende oplossingen fan kleurde as lege samples waarden ôfwikseljend yn 'e ICC ynfierd troch in trije-wei-klep.Neffens de wet fan Beer kin de optyske tichtens fan in kleurde stekproef berekkene wurde út de fergeliking.1.10
dêr't Vcolor en Vblank binne de útfier sinjalen fan de photodetector doe't kleur en lege samples wurde yntrodusearre yn de MCC, respektivelik, en Vdark is de eftergrûn sinjaal fan de photodetector as de LED wurdt útskeakele.De feroaring yn it útfiersinjaal ΔV = Vcolor–Vblank kin wurde mjitten troch samples te wikseljen.Neffens de fergeliking.Lykas werjûn yn figuer 1, as ΔV folle lytser is as Vblank – Vdark, by it brûken fan in sampling-wikselskema, kinne lytse feroaringen yn Vblank (bygelyks drift) net folle ynfloed hawwe op 'e AMWC-wearde.
Om de prestaasjes fan 'e MWC-basearre fotometer te fergelykjen mei de kuvette-basearre spektrofotometer, waard in reade inketoplossing brûkt as kleurprobe fanwegen syn treflike kleurstabiliteit en goede konsintraasje-absorbânsje lineariteit, DI H2O as in lege stekproef..Lykas sjen litten yn Tabel 1, in rige fan reade inket oplossings waarden taret troch de serial verdunning metoade mei help fan DI H2O as solvent.De relative konsintraasje fan sample 1 (S1), onverdund orizjinele reade ferve, waard bepaald as 1,0.Op fig.Figuer 2 lit optyske foto's sjen fan 11 reade inketmonsters (S4 oant S14) mei relative konsintraasjes (fermeld yn Tabel 1) fariearjend fan 8.0 × 10-3 (lofts) oant 8.2 × 10-10 (rjochts).
De mjittingsresultaten foar sample 6 wurde werjûn yn Fig.3(a).De punten fan it wikseljen tusken kleurde en lege samples wurde yn 'e figuer markearre troch dûbele pylken "↔".It kin sjoen wurde dat de útfierspanning rap tanimt by it wikseljen fan kleurmonsters nei lege samples en oarsom.Vcolor, Vblank en de oerienkommende ΔV kinne wurde krigen lykas werjûn yn 'e figuer.
(a) Metingsresultaten foar sample 6, (b) sample 9, (c) sample 13, en (d) sample 14 mei in MWC-basearre fotometer.
De mjittingsresultaten foar samples 9, 13 en 14 wurde werjûn yn Fig.3(b)-(d), respektivelik.Lykas werjûn yn figuer 3 (d), is de mjitten ΔV mar 5 nV, dat is hast 3 kear de lûdwearde (2 nV).In lytse ΔV is dreech te ûnderskieden fan lûd.Sa berikte de limyt fan deteksje in relative konsintraasje fan 8,2 × 10-10 (sample 14).Mei help fan fergelikingen.1. AMWC absorbance kin wurde berekkene út mjitten Vcolor, Vblank en Vdark wearden.Foar in fotodetektor mei in winst fan 104 Vdark is -0,68 μV.De mjittingsresultaten foar alle samples binne gearfette yn Tabel 1 en kinne fûn wurde yn it oanfoljende materiaal.Lykas werjûn yn Tabel 1, saturates absorption fûn by hege konsintraasjes, dus absorption boppe 3.7 kin net mjitten wurde mei MWC-basearre spektrometers.
Foar fergeliking waard in reade inketprobe ek metten mei in spektrofotometer en de mjitten Acuvette-absorbânsje wurdt werjûn yn figuer 4. De Acuvette-wearden by 505 nm (lykas werjûn yn Tabel 1) waarden krigen troch te ferwizen nei de krommen fan samples 10, 11, of 12 (lykas werjûn yn 'e ynset).nei Fig. 4) as basisline.Lykas oanjûn, berikte de deteksjelimyt in relative konsintraasje fan 2.56 x 10-6 (sample 9) om't de absorptionskurven fan samples 10, 11 en 12 net fan elkoar te ûnderskieden wiene.Sadwaande, by it brûken fan de MWC-basearre fotometer, waard de deteksjelimyt ferbettere mei in faktor fan 3125 yn ferliking mei de kuvette-basearre spektrofotometer.
Ofhinklikens absorption-konsintraasje wurdt presintearre yn Fig.5.Foar cuvette-mjittingen is de absorption evenredich mei de inketkonsintraasje op in paadlingte fan 1 sm.Wylst, foar MWC-basearre mjittingen, in net-lineêre ferheging fan absorbânsje waard waarnommen by lege konsintraasjes.Neffens Beer's wet is absorbânsje evenredich mei de optyske paadlingte, sadat de absorptionswinst AEF (definieare as AEF = AMWC / Acuvette by deselde inketkonsintraasje) de ferhâlding fan MWC is oan 'e optyske paadlingte fan' e kuvette.Lykas werjûn yn figuer 5, by hege konsintraasjes, is de konstante AEF om 7.0, dat is ridlik sûnt de lingte fan de MWC is krekt 7 kear de lingte fan in 1 sm kuvette. By lege konsintraasjes (relatearre konsintraasje <1.28 × 10-5) nimt AEF lykwols ta mei ôfnimmende konsintraasje en soe in wearde fan 803 berikke by relatearre konsintraasje fan 8.2 × 10-10 troch ekstrapolearjen fan de kromme fan kuvette-basearre mjitting. By lege konsintraasjes (relatearre konsintraasje <1.28 × 10-5) nimt AEF lykwols ta mei ôfnimmende konsintraasje en soe in wearde fan 803 berikke by relatearre konsintraasje fan 8.2 × 10-10 troch ekstrapolearjen fan de kromme fan kuvette-basearre mjitting. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменицентрация достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измерюсния. By lege konsintraasjes (relative konsintraasje <1.28 × 10–5) nimt de AEF lykwols ta mei ôfnimmende konsintraasje en kin in wearde fan 803 berikke by in relative konsintraasje fan 8.2 × 10–10 as ekstrapolearre fan in kuvette-basearre mjitkromme.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麎关浓度色皿的测量曲线，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 并 并比色皿 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) и экстраполяции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,10 × 8,10 × 8,10. By lege konsintraasjes (relevante konsintraasjes <1.28 × 10-5) nimt de AED lykwols ta mei ôfnimmende konsintraasje, en as ekstrapolearre fan in kuvette-basearre mjittingskurve, berikt it in relative konsintraasjewearde fan 8.2 × 10-10 803.Dit resultearret yn in oerienkommende optysk paad fan 803 sm (AEF × 1 sm), dat is folle langer as de fysike lingte fan de MWC, en sels langer as de langste kommersjeel beskikber LWC (500 sm fan World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC hat in lingte fan 200 sm).Dizze net-lineêre ferheging fan absorption yn 'e LWC is net earder rapporteare.
Op fig.6 (a) - (c) toant respektivelik in optysk byld, in mikroskoop byld, en in optyske profiler ôfbylding fan it binnenste oerflak fan de MWC seksje.As werjûn yn fig.6(a), it binnenste oerflak is glêd en glânzjend, kin sichtber ljocht reflektearje en is tige reflektyf.As werjûn yn fig.6 (b), fanwege de deformability en crystalline aard fan it metaal, lytse mesas en irregularities ferskine op it glêd oerflak. Mei it each op lyts gebiet (<5 μm × 5 μm), is de rûchheid fan it measte oerflak minder as 1,2 nm (figuer 6 (c)). Mei it each op in lyts gebiet (<5 μm × 5 μm), is de rûchheid fan it measte oerflak minder as 1,2 nm (fig. 6 (c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (ри)с. Troch it lytse gebiet (<5 µm × 5 µm) is de rûchheid fan it grutste part fan it oerflak minder as 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 (mûn. 6,2 mûne). Mei it each op it lytse gebiet (<5 µm × 5 µm), is de rûchheid fan de measte oerflakken minder as 1,2 nm (fig. 6(c)).
(a) Optysk byld, (b) mikroskoopôfbylding, en (c) optysk byld fan it ynterne oerflak fan 'e MWC-knip.
As werjûn yn fig.7(a), wurdt it optyske paad LOP yn 'e kapillair bepaald troch de ynfalshoek θ (LOP = LC / sinθ, wêrby't LC de fysike lingte fan 'e kapillair is).Foar Teflon AF kapillaren fol mei DI H2O, moat de ynfalshoek grutter wêze as de krityske hoeke fan 77.8 °, sadat de LOP minder is as 1.02 × LC sûnder fierdere ferbettering3.6.Wylst, mei MWC, de opsluting fan ljocht yn 'e kapillair ûnôfhinklik is fan brekkingsyndeks of ynfalshoeke, sadat as de ynfalshoek ôfnimt, it ljochtpaad folle langer kin wêze as de lingte fan' e kapillair (LOP » LC).As werjûn yn fig.7 (b), kin it corrugated metalen oerflak ljocht ferspriede, dat kin sterk fergrutsje it optyske paad.
Dêrom binne der twa ljochtpaden foar MWC: direkt ljocht sûnder refleksje (LOP = LC) en zaagtandljocht mei meardere refleksjes tusken de sydmuorren (LOP » LC).Neffens de wet fan Beer kin de yntinsiteit fan it trochstjoerde direkte en zigzag ljocht útdrukt wurde as respektivelik PS×exp(-α×LC) en PZ×exp(-α×LOP), wêrby't de konstante α de absorptionskoëffisjint is, dy't folslein ôfhinklik is fan 'e inketkonsintraasje.
Foar inket mei hege konsintraasje (bgl. besibbe konsintraasje> 1.28 × 10-5) is it zigzag-ljocht tige ferswakke en is de yntensiteit folle leger dan dy fan rjochtljocht, troch de grutte absorptionskoëffisjint en syn folle langere optyske paad. Foar inket mei hege konsintraasje (bygelyks besibbe konsintraasje> 1,28 × 10-5), is it zigzag-ljocht tige ferswakke en is de yntensiteit folle leger dan dy fan rjochtljocht, troch de grutte absorptionskoëffisjint en syn folle langere optyske paad. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный о интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и голшого коэффициента поглощения излучения. Foar inket mei hege konsintraasje (bgl. relative konsintraasje> 1,28 × 10-5) wurdt it zigzag ljocht sterk ferswakke en is de yntensiteit folle leger as dy fan direkte ljocht troch de grutte absorptionskoëffisjint en folle langere optyske emisje.spoar.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， 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 (foarbyld, релевантные концентрации >1,28×10-5) и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и бгощоли ремени. Foar inkten mei hege konsintraasje (bgl. relevante konsintraasjes> 1.28 × 10-5), wurdt it zigzag ljocht signifikant ferswakke en de yntensiteit is folle leger as dy fan direkte ljocht troch de grutte absorptionskoëffisjint en langere optyske tiid.lytse wei.Sa dominearre direkt ljocht de absorpsjonsbepaling (LOP = LC) en de AEF waard konstant hâlden op ~7.0. Yn tsjinstelling, as de absorption-koëffisjint wurdt fermindere mei ôfnimmende inket konsintraasje (bygelyks, relatearre konsintraasje <1.28 × 10-5), nimt de yntinsiteit fan zigzag-ljocht rapper ta as dy fan rjocht-ljocht en dan zigzag-ljocht begjint te spyljen in wichtiger rol. Yn tsjinstelling, as de absorption-koëffisjint wurdt fermindere mei ôfnimmende inket konsintraasje (bygelyks, relatearre konsintraasje <1.28 × 10-5), nimt de yntinsiteit fan zigzag-ljocht rapper ta as dy fan rjocht-ljocht en dan zigzag-ljocht begjint te spyljen in wichtiger rol. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (наприменоситель, 2, 8 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, en заратем начигн ет. Krektoarsom, doe't de absorption koëffisjint nimt ôf mei ôfnimmende inket konsintraasje (Bygelyks, de relative konsintraasje <1,28 × 10-5), de yntinsiteit fan it zigzag ljocht nimt ta flugger as dy fan it direkte ljocht, en dan zigzag ljocht begjint te spyljen.wichtiger rol.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 浓关 浓兦 浓兦 浓兦 浓兦 浓兦， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 釁重要更 更 更 更 更 HI的角色. наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил я < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого, en тогнада зигв более важную роль. Oarsom, as de absorptionskoëffisjint ôfnimt mei ôfnimmende inketkonsintraasje (bygelyks de oerienkommende konsintraasje <1,28×10-5), nimt de yntinsiteit fan it zigzag ljocht flugger ta as it direkte ljocht, en dan begjint it zigzag ljocht in wichtiger rol te spyljen.rol karakter.Dêrom kin de AEF troch it optyske paad fan zaagtooth (LOP »LC) folle mear wurde ferhege as 7.0.Sekuere ljochttransmission skaaimerken fan MWC kinne wurde krigen mei waveguide modus teory.
Neist it ferbetterjen fan it optyske paad, draacht rappe sample-wikseling ek by oan ultra-lege deteksjegrinzen.Troch it lytse folume fan MCC (0,16 ml), kin de tiid dy't nedich is foar it wikseljen en feroarjen fan oplossingen yn MCC minder wêze as 20 sekonden.Lykas werjûn yn figuer 5, is de minimale detectable wearde fan AMWC (2.5 × 10-4) 4 kear leger as dy fan Acuvette (1.0 × 10-3).It rappe wikseljen fan 'e streamende oplossing yn' e kapillair fermindert it effekt fan systeemlûd (bgl. drift) op 'e krektens fan' e absorbânsjeferskil yn ferliking mei de retinsjeoplossing yn 'e kuvette.Bygelyks, lykas werjûn yn fig.3 (b) - (d), ΔV kin maklik wurde ûnderskieden fan in drift sinjaal fanwege flugge sample switching yn de lytse folume capillary.
Lykas werjûn yn Tabel 2, waarden in oanbod fan glukoaze-oplossingen by ferskate konsintraasjes taret mei DI H2O as solvent.Stained as blanke samples waarden taret troch it mingjen fan glukoaze-oplossing of deionisearre wetter mei chromogene oplossingen fan glukoaze-oxidase (GOD) en peroxidase (POD) 37 yn in fêste folumeferhâlding fan respektivelik 3: 1.Op fig.8 lit optyske foto's sjen fan njoggen kleurde samples (S2-S10) mei glukoaze konsintraasjes fariearjend fan 2.0 mM (lofts) oant 5.12 nM (rjochts).Redness nimt ôf mei ôfnimmende glukoaze konsintraasje.
De resultaten fan mjittingen fan samples 4, 9 en 10 mei in MWC-basearre fotometer wurde werjûn yn Fig.9(a)-(c), respektivelik.As werjûn yn fig.9(c), wurdt de mjitten ΔV minder stabyl en nimt stadichoan ta tidens de mjitting as de kleur fan it GOD-POD-reagens sels (sels sûnder glukose ta te foegjen) stadichoan feroaret yn it ljocht.Sa kinne opfolgjende ΔV-mjittingen net werhelle wurde foar samples mei in glukoaze-konsintraasje fan minder dan 5.12 nM (sample 10), om't as ΔV lyts genôch is, kin de ynstabiliteit fan it GOD-POD-reagens net mear wurde ferwaarleazge.Dêrom is de limyt fan deteksje foar glukoaze-oplossing 5.12 nM, hoewol de oerienkommende ΔV-wearde (0.52 µV) folle grutter is as de lûdwearde (0.03 µV), wat oanjout dat in lytse ΔV noch kin wurde ûntdutsen.Dizze deteksjelimyt kin fierder ferbettere wurde troch it brûken fan stabiler chromogene reagens.
(a) Metingsresultaten foar sample 4, (b) sample 9, en (c) sample 10 mei in MWC-basearre fotometer.
De AMWC-absorbens kin wurde berekkene mei de mjitten Vcolor, Vblank en Vdark wearden.Foar in fotodetektor mei in winst fan 105 Vdark is -0,068 μV.Ofmjittings foar alle samples kinne wurde ynsteld yn it oanfoljende materiaal.Foar fergeliking waarden glukoaze-monsters ek metten mei in spektrofotometer en de mjitten absorbânsje fan Acuvette berikte in deteksjelimyt fan 0.64 µM (sample 7) lykas werjûn yn figuer 10.
De relaasje tusken absorption en konsintraasje wurdt presintearre yn figuer 11. Mei de MWC-basearre fotometer waard in 125-fold ferbettering yn deteksjelimyt berikt yn ferliking mei de kuvette-basearre spektrofotometer.Dizze ferbettering is leger dan de reade inket-assay fanwegen de minne stabiliteit fan it GOD-POD-reagens.In net-lineêre ferheging fan absorbance by lege konsintraasjes waard ek waarnommen.
De MWC-basearre fotometer is ûntwikkele foar de ultra-gefoelige deteksje fan floeibere samples.De optyske paad kin gâns ferhege, en folle langer as de fysike lingte fan de MWC, omdat ljocht ferspraat troch de corrugated glêde metalen sydmuorren kin wurde befette binnen de capillary nettsjinsteande de hoeke fan ynfal.Konsintraasjes sa leech as 5.12 nM kinne wurde berikt mei konvinsjonele GOD-POD-reagenzjes tank oan nije net-lineêre optyske amplifikaasje en rappe sample-wikseling en glukose-deteksje.Dizze kompakte en goedkeape fotometer sil in soad brûkt wurde yn libbenswittenskippen en miljeumonitoring foar spoaranalyse.
Lykas werjûn yn figuer 1, bestiet de MWC-basearre fotometer út in 7 sm lang MWC (ynterne diameter 1,7 mm, uterlike diameter 3,18 mm, EP klasse electropolished ynderlik oerflak, SUS316L roestfrij stiel capillary), in 505 nm golflingte LED (Thorlabs fariabele M505F1) en lensferbrûk M505F1 (Thorlabs fariabele M505F1) DB450C) en twa T-ferbiningen foar optyske kommunikaasje en floeibere yn / út.De T-ferbining wurdt makke troch it ferbinen fan in transparante kwartsplaat oan in PMMA-buis wêryn MWC- en Peek-buizen (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.) strak ynfoege en gelijmd binne.In trije-wei fentyl ferbûn oan de Pike ynlaat buis wurdt brûkt om te wikseljen de ynkommende stekproef.De fotodetektor kin de ûntfongen optyske krêft P omsette yn in fersterke spanningsinjaal N × V (wêr't V / P = 1.0 V / W by 1550 nm, winst N kin manuell oanpast wurde yn it berik fan 103-107).Foar koarteheid wurdt V brûkt ynstee fan N × V as it útfiersinjaal.
Yn ferliking waard in kommersjele spektrofotometer (Agilent Technologies Cary 300-searje mei R928 High Efficiency Photomultiplier) mei in 1.0 sm kuvettesel ek brûkt om de absorption fan floeibere samples te mjitten.
It binnenste oerflak fan 'e MWC-besuniging waard ûndersocht mei in optyske oerflakprofiler (ZYGO New View 5022) mei in fertikale en laterale resolúsje fan respektivelik 0.1 nm en 0.11 µm.
Alle gemikaliën (analytyske klasse, gjin fierdere suvering) waarden kocht fan Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Glukose-testkits befetsje glukoaze oxidase (GOD), peroxidase (POD), 4-aminoantipyrine en fenol, ensfh. De chromogene oplossing waard taret troch de gewoane GOD-POD 37 metoade.
Lykas werjûn yn Tabel 2, waarden in ferskaat oan glukoaze-oplossings by ferskate konsintraasjes taret mei DI H2O as in diluent mei in serial dilution metoade (sjoch Supplementary Materials foar details).Bereid gekleurde of lege samples troch it mingjen fan glukoaze-oplossing of deionisearre wetter mei chromogenyske oplossing yn in fêste folumeferhâlding fan respektivelik 3: 1.Alle samples waarden opslein by 37 ° C beskerme fan ljocht foar 10 minuten foarôfgeand oan mjitting.Yn 'e GOD-POD-metoade wurde kleurde samples read mei in absorpsjonsmaksimum by 505 nm, en de absorption is hast evenredich mei de glukoazekonsintraasje.
Lykas sjen litten yn Tabel 1, in rige fan reade inket oplossings (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Sina) waarden taret troch de serial dilution metoade mei help fan DI H2O as solvent.
Hoe sitearje dit artikel: Bai, M. et al.Kompakte fotometer basearre op metalen waveguide capillaries: foar it bepalen fan nanomolêre konsintraasjes fan glukoaze.de wittenskip.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. It fergrutsjen fan de krektens fan floeibere analyze en pH-wearde kontrôle mei help fan in floeibere kearn waveguide. Dress, P. & Franke, H. It fergrutsjen fan de krektens fan floeibere analyze en pH-wearde kontrôle mei help fan in floeibere kearn waveguide.Dress, P. en Franke, H. It ferbetterjen fan de krektens fan floeibere analyze en pH kontrôle mei in floeibere kearn waveguide. Dress, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pH 值控制的准确性. Dress, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pHDress, P. and Franke, H. It ferbetterjen fan de krektens fan floeibere analyze en pH kontrôle mei help fan floeibere kearn waveguides.Oerskeakelje nei wittenskip.meter.68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Trochrinnende kolorimetryske bepaling fan spoarammonium yn seewetter mei in lange-paad floeibere waveguide capillary cell. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Trochrinnende kolorimetryske bepaling fan spoarammonium yn seewetter mei in lange-paad floeibere waveguide capillary cell.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ en Hansel, DA Trochrinnende kolorimetryske bepaling fan spoarmjittingen fan ammonium yn seewetter mei help fan in kapillêre sel mei in floeibere waveguide. Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA 用长程液体波导毛细管连续比色测定海水中的痕量铵。 Li QP, Zhang JZ, Millero FJ, Hansell DA.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ en Hansel, DA Trochrinnende kolorimetryske bepaling fan spoarmjittingen fan ammonium yn seewetter mei help fan lange-ôfstân floeibere waveguide capillaries.Skiekunde yn maart.96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Review oer resinte tapassingen fan 'e floeibere waveguide-kapillêre sel yn streambasearre analysetechniken om de gefoelichheid fan spektroskopyske deteksjemetoaden te ferbetterjen. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Review oer resinte tapassingen fan 'e floeibere waveguide-kapillêre sel yn streambasearre analysetechniken om de gefoelichheid fan spektroskopyske deteksjemetoaden te ferbetterjen.Pascoa, RNMJ, Toth, IV en Rangel, AOSS. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS.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 技朵方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵序度 灵度灵敏度 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 en Rangel, AOSS.anus.Chim.Wet 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersyk fan 'e dikte fan Ag, AgI-films yn' e kapillair foar holle waveguides. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersyk fan 'e dikte fan Ag, AgI-films yn' e kapillair foar holle waveguides.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. en Shen J. Undersyk fan dikte fan films Ag, AgI yn capillary foar holle waveguides. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B., & Shen, J. 中空波导毛细管中Ag、AgI 薄膜厚度的研究. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersyk nei de dikte fan tinne film fan Ag en AgI yn it luchtkanaal.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. en Shen J. Undersyk fan tinne film dikte Ag, AgI yn holle waveguide capillaries.Infraread fysika.technology 42, 501-508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bepaling fan nanomolêre konsintraasjes fan fosfaat yn natuerlike wetters mei help fan flow ynjeksje mei in lange paad lingte floeibere waveguide capillary sel en solid-state spektrofotometryske deteksje. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bepaling fan nanomolêre konsintraasjes fan fosfaat yn natuerlike wetters mei help fan flow ynjeksje mei in lange paad lingte floeibere waveguide capillary sel en solid-state spektrofotometryske deteksje.Gimbert, LJ, Haygarth, PM en Worsfold, PJ Bepaling fan nanomolêre fosfaatkonsintraasjes yn natuerlike wetters mei help fan streamynjeksje mei in floeibere waveguide-kapillêre sel en fêste-state spektrofotometryske deteksje. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ.纳摩尔浓度的磷酸盐. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bepaling fan fosfaatkonsintraasje yn natuerlik wetter mei in floeibere spuit en lange-berik floeibere waveguide capillary tube.Gimbert, LJ, Haygarth, PM en Worsfold, PJ Bepaling fan nanomolar fosfaat yn natuerlik wetter mei help fan ynjeksjestream en capillary waveguide mei lange optyske paad en solid-state spektrofotometryske deteksje.Taranta 71, 1624-1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteit en effektive optyske paadlingte fan floeibere waveguide capillary sellen. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteit en effektive optyske paadlingte fan floeibere waveguide capillary sellen.Belz M., Dress P., Suhitsky A. en Liu S. Lineariteit en effektive optyske paadlange yn floeibere waveguides yn kapillêre sellen. 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. De lineariteit en effektive lingte fan floeiber wetter.Belz M., Dress P., Suhitsky A. en Liu S. Lineêre en effektive optyske paadlange yn capillary cell liquid wave.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan' e tunnel: resinte analytyske tapassingen fan floeibere kearnwaveguides. Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan' e tunnel: resinte analytyske tapassingen fan floeibere kearnwaveguides.Dallas, T. en Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan' e tunnel: resinte analytyske tapassingen fan floeibere kearnwaveguides. Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan' e tunnel：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan' e tunnel：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. en Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan' e tunnel: de lêste analytyske tapassing fan floeibere kearnwaveguides.TrAC, trendanalyse.Gemysk.23, 385-392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID In alsidige totale ynterne refleksje fotometryske deteksjesel foar streamanalyse. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID In alsidige totale ynterne refleksje fotometryske deteksjesel foar streamanalyse.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR en McKelvey, ID Universele fotometryske totale ynterne refleksjesel foar streamanalyse. 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 en McKelvey, ID Universele TIR fotometryske sel foar streamanalyse.Taranta 79, 830-835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-refleksje fotometryske streamsel foar gebrûk yn streamynjeksjeanalyse fan estuariene wetters. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-refleksje fotometryske streamsel foar gebrûk yn streamynjeksjeanalyse fan estuariene wetters.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ, en McKelvey, ID. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID. Ellis PS, Lyddy-Meaney AJ, Worsfold PJ, McKelvie ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ, en McKelvey, ID.anus Chim.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Hand-held fotometer basearre op floeistof-core waveguide absorption detection foar nanoliter-skaal samples. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Hand-held fotometer basearre op floeistof-core waveguide absorption detection foar nanoliter-skaal samples.Pan, J.-Z., Yao, B. en Fang, K. In hân-holden fotometer basearre op floeistof-kearn golflingte absorption detection foar nanoliter-skaal samples. 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. Based on 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. en Fang, K. In hand-held fotometer mei in nanoskaal stekproef basearre op de deteksje fan absorption yn in floeibere kearn weach.anus Chemical.82, 3394-3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Ferheegje de gefoelichheid fan ynjeksjestreamanalyse troch in kapillêre streamsel te brûken mei in lang optysk paad foar spektrofotometryske deteksje.anus.de wittenskip.22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Liquid capillary waveguide applikaasje yn absorbance spectroscopy (Antwurdzje op it kommentaar fan Byrne en Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Liquid capillary waveguide applikaasje yn absorbance spectroscopy (Antwurdzje op it kommentaar fan Byrne en Kaltenbacher).D'Sa, EJ en Steward, RG. Applikaasjes fan floeibere kapillêre waveguides yn absorptionsspektroskopie (Antwurd op opmerkings fan Byrne en 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 Applikaasje fan flüssige 毛绿波波对在absorption spectrum（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ en Steward, RG Liquid capillary waveguides foar absorption spectroscopy (yn reaksje op opmerkings fan Byrne en Kaltenbacher).limonol.Oceanograaf.46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK, Gupta, BD Fiber optic evanescent field absorption sensor: Effekt fan fiberparameters en mjitkunde fan 'e sonde. Khijwania, SK, Gupta, BD Fiber optic evanescent field absorption sensor: Effekt fan fiberparameters en mjitkunde fan 'e sonde.Hijvania, SK en Gupta, BD Fiber Optic Evanescent Field Absorption Sensor: Ynfloed fan Fiber Parameters en Probe Geometry. Khijwania, SK & Gupta, BD 光纤倏逝场吸收传感器：光纤参数和探头几何形状的影响。 Khijwania, SK & Gupta, BDHijvania SK, Gupta BD Evanescent field absorption fiber optic sensors: ynfloed fan fiber parameters en probe geometry.Optics and Quantum Electronics 31, 625-636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Angular útfier fan holle, metalen-lined, waveguide Raman sensors. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Angular útfier fan holle, metalen-lined, waveguide Raman sensors.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J., & Woodruff, SD. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J., & Woodruff, SD. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J., & Woodruff, SD.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J., & Woodruff, SD. Angular output of a Raman sensor with a bare metal waveguide.applikaasje te kiezen 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA In oersjoch fan holle waveguides foar IR oerdracht.fiber yntegraasje.kieze.19, 211–227 (2000).