Dėkojame, kad apsilankėte Nature.com.Naudojama naršyklės versija turi ribotą CSS palaikymą.Norėdami gauti geriausią patirtį, rekomenduojame naudoti atnaujintą naršyklę (arba išjungti suderinamumo režimą „Internet Explorer“).Tuo tarpu norėdami užtikrinti nuolatinį palaikymą, svetainę pateiksime be stilių ir „JavaScript“.
Skystų mėginių pėdsakų analizė yra plačiai taikoma gyvosios gamtos moksluose ir aplinkos monitoringe.Šiame darbe mes sukūrėme kompaktišką ir nebrangų fotometrą, pagrįstą metaliniais bangolaidžiais kapiliarais (MCC), skirtą ultrajautriam absorbcijos nustatymui.Optinis kelias gali būti labai padidintas ir daug ilgesnis nei fizinis MWC ilgis, nes šviesa, išsklaidyta gofruotų lygių metalinių šoninių sienelių, gali būti laikoma kapiliare, nepaisant kritimo kampo.Naudojant įprastus chromogeninius reagentus galima pasiekti net 5,12 nM koncentraciją dėl naujo netiesinio optinio stiprinimo ir greito mėginių perjungimo bei gliukozės aptikimo.
Fotometrija plačiai naudojama skysčių mėginių pėdsakų analizei dėl turimų chromogeninių reagentų ir puslaidininkinių optoelektroninių prietaisų gausos1,2,3,4,5.Palyginti su tradiciniu kiuvetėmis pagrįstu absorbcijos nustatymu, skysto bangolaidžio (LWC) kapiliarai atspindi (TIR), išlaikydami zondo šviesą kapiliaro viduje1,2,3,4,5.Tačiau be tolesnio tobulinimo optinis kelias yra tik artimas fiziniam LWC3,6 ilgiui, o padidinus LWC ilgį daugiau nei 1,0 m nukentės nuo stipraus šviesos susilpnėjimo ir didelės burbuliukų rizikos ir pan.3, 7. Kalbant apie siūlomą daugialypį atspindžio elementą optinio kelio patobulinimui, aptikimo riba pagerinama tik 2,5–8 kartus.
Šiuo metu yra du pagrindiniai LWC tipai, tai tefloniniai AF kapiliarai (kurių lūžio rodiklis yra tik ~ 1,3, o tai yra mažesnis nei vandens) ir silicio dioksido kapiliarai, padengti teflonu AF arba metalinėmis plėvelėmis1,3,4.Norint pasiekti TIR dielektrinių medžiagų sąsajoje, reikalingos medžiagos, turinčios mažą lūžio rodiklį ir didelius šviesos kritimo kampus3,6,10.Kalbant apie Teflon AF kapiliarus, Teflon AF yra pralaidus orui dėl savo porėtos struktūros3,11 ir gali sugerti nedidelį kiekį medžiagų, esančių vandens mėginiuose.Kvarcinių kapiliarų, iš išorės padengtų teflonu AF arba metalu, kvarco lūžio rodiklis (1,45) yra didesnis nei daugumos skystų mėginių (pvz., 1,33 vandeniui)3,6,12,13.Kapiliarams, padengtiems metaline plėvele viduje, ištirtos transportavimo savybės14,15,16,17,18, tačiau dengimo procesas sudėtingas, metalinės plėvelės paviršius yra grubios ir porėtos struktūros4,19.
Be to, komerciniai LWC (AF teflonu dengti kapiliarai ir AF teflonu padengti silicio kapiliarai, World Precision Instruments, Inc.) turi ir kitų trūkumų, pavyzdžiui: dėl gedimų..Didelis TIR3,10, (2) T formos jungties tūris (skirtas kapiliarams, skaiduloms ir įleidimo/išleidimo vamzdeliams sujungti) gali sulaikyti oro burbuliukus10.
Tuo pačiu metu gliukozės kiekio nustatymas yra labai svarbus diagnozuojant diabetą, kepenų cirozę ir psichines ligas20.ir daugelis aptikimo metodų, pvz., fotometrija (įskaitant spektrofotometriją 21, 22, 23, 24, 25 ir kolorimetriją ant popieriaus 26, 27, 28), galvanometriją 29, 30, 31, fluorometriją 32, 33, 34, 35, optinį poliarinį plazmos resonometriją.37, Fabry-Perot ertmė 38, elektrochemija 39 ir kapiliarinė elektroforezė 40, 41 ir pan.Tačiau daugeliui šių metodų reikalinga brangi įranga, o gliukozės aptikimas esant kelioms nanomolinėms koncentracijoms išlieka iššūkis (pavyzdžiui, atliekant fotometrinius matavimus 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, mažiausia gliukozės koncentracija).apribojimas buvo tik 30 nM, kai Prūsijos mėlynos nanodalelės buvo naudojamos kaip peroksidazės imitatoriai).Nanomolinės gliukozės analizės dažnai reikalingos atliekant molekulinio lygio ląstelių tyrimus, tokius kaip žmogaus prostatos vėžio augimo slopinimas42 ir Prochlorococcus CO2 fiksavimo elgesys vandenyne.
Šiame straipsnyje buvo sukurtas kompaktiškas, nebrangus fotometras, pagrįstas metaliniu bangolaidžio kapiliaru (MWC), nerūdijančio plieno kapiliaru SUS316L su elektropoliruotu vidiniu paviršiumi, skirtas ultrajautriam absorbcijos nustatymui.Kadangi šviesa gali būti įstrigusi metaliniuose kapiliaruose, nepaisant kritimo kampo, optinis kelias gali būti labai padidintas dėl šviesos sklaidos ant gofruotų ir lygių metalinių paviršių ir yra daug ilgesnis nei fizinis MWC ilgis.Be to, paprasta T formos jungtis buvo sukurta optiniam ryšiui ir skysčio įleidimo / išleidimo angai, kad būtų sumažintas negyvas tūris ir išvengta burbuliukų įstrigimo.7 cm MWC fotometro aptikimo riba pagerėjo maždaug 3000 kartų, palyginti su komerciniu spektrofotometru su 1 cm kiuvete dėl naujo netiesinio optinio kelio patobulinimo ir greito mėginio perjungimo, taip pat galima pasiekti gliukozės aptikimo koncentraciją.tik 5,12 nM naudojant įprastus chromogeninius reagentus.
Kaip parodyta 1 paveiksle, MWC pagrindu sukurtas fotometras susideda iš 7 cm ilgio MWC su EP klasės elektropoliruotu vidiniu paviršiumi, 505 nm šviesos diodo su objektyvu, reguliuojamo stiprinimo fotodetektoriumi ir dviejų, skirtų optiniam sujungimui ir skysčio įvedimui.Išeiti.Įeinančiam mėginiui perjungti naudojamas trijų krypčių vožtuvas, prijungtas prie Pike įleidimo vamzdžio.„Peek“ vamzdis tvirtai priglunda prie kvarco plokštės ir MWC, todėl negyvas tūris T formos jungtyje yra minimalus, veiksmingai užkertant kelią oro burbuliukų įstrigimui.Be to, kolimuotą spindulį galima lengvai ir efektyviai įvesti į MWC per T formos kvarco plokštę.
Spindulys ir skysčio mėginys įvedami į MCC per T formos detalę, o pluoštą, einantį per MCC, priima fotodetektorius.Gaunami dažytų arba tuščiųjų mėginių tirpalai pakaitomis buvo įvedami į ICC per trijų krypčių vožtuvą.Pagal Beer dėsnį, spalvoto mėginio optinį tankį galima apskaičiuoti pagal lygtį.1.10
kur Vcolor ir Vblank yra fotodetektoriaus išvesties signalai, kai spalvoti ir tušti pavyzdžiai atitinkamai įvedami į MCC, o Vdark yra foninis fotodetektoriaus signalas, kai šviesos diodas išjungiamas.Išėjimo signalo pokytį ΔV = Vcolor–Vblank galima išmatuoti perjungiant pavyzdžius.Pagal lygtį.Kaip parodyta 1 paveiksle, jei ΔV yra daug mažesnis nei Vblank–Vdark, naudojant atrankos perjungimo schemą, nedideli Vblank pokyčiai (pvz., dreifas) gali turėti mažai įtakos AMWC vertei.
Norint palyginti MWC pagrindu veikiančio fotometro veikimą su kiuvetės pagrindu veikiančiu spektrofotometru, kaip spalvos pavyzdys buvo naudojamas raudono rašalo tirpalas dėl puikaus spalvos stabilumo ir gero koncentracijos-absorbcijos tiesiškumo, DI H2O kaip tuščias mėginys..Kaip parodyta 1 lentelėje, serijos skiedimo metodu buvo paruošti raudono rašalo tirpalai, naudojant tirpiklį DI H2O.1 mėginio (S1), neskiestų originalių raudonų dažų santykinė koncentracija nustatyta kaip 1,0.Ant pav.2 paveiksle pavaizduotos 11 raudonojo rašalo mėginių (S4–S14) optinės nuotraukos, kurių santykinė koncentracija (išvardyta 1 lentelėje) svyruoja nuo 8,0 × 10–3 (kairėje) iki 8,2 × 10–10 (dešinėje).
6 mėginio matavimo rezultatai parodyti Fig.3(a).Perjungimo tarp dažytų ir tuščiųjų mėginių taškai paveiksle pažymėti dvigubomis rodyklėmis „↔“.Galima pastebėti, kad išėjimo įtampa sparčiai didėja, kai nuo spalvotų pavyzdžių pereinama prie tuščių ir atvirkščiai.Vcolor, Vblank ir atitinkamą ΔV galima gauti, kaip parodyta paveikslėlyje.
a) 6 mėginio, b) 9 mėginio, c) 13 mėginio ir d) 14 mėginio matavimo rezultatai naudojant MWC pagrįstą fotometrą.
9, 13 ir 14 mėginių matavimo rezultatai parodyti Fig.3(b)–d) atitinkamai.Kaip parodyta 3 paveiksle (d), išmatuotas ΔV yra tik 5 nV, o tai beveik 3 kartus viršija triukšmo vertę (2 nV).Mažą ΔV sunku atskirti nuo triukšmo.Taigi, aptikimo riba pasiekė santykinę koncentraciją 8,2×10-10 (14 mėginys).Lygčių pagalba.1. AMWC absorbciją galima apskaičiuoti pagal išmatuotas Vcolor, Vblank ir Vdark vertes.Fotodetektoriui, kurio stiprinimas yra 104 V, tamsumas yra -0,68 μV.Visų mėginių matavimo rezultatai yra apibendrinti 1 lentelėje ir juos galima rasti papildomoje medžiagoje.Kaip parodyta 1 lentelėje, esant didelėms koncentracijoms, absorbcija prisotinama, todėl didesnės nei 3,7 absorbcijos negalima išmatuoti naudojant MWC pagrindu veikiančius spektrometrus.
Palyginimui, raudono rašalo mėginys taip pat buvo išmatuotas spektrofotometru, o išmatuotas akuvetės sugertis parodyta 4 paveiksle. Akuvetės vertės esant 505 nm (kaip parodyta 1 lentelėje) buvo gautos remiantis 10, 11 arba 12 mėginių kreivėmis (kaip parodyta įdėkle).į 4 pav.) kaip bazinę liniją.Kaip parodyta, aptikimo riba pasiekė santykinę koncentraciją 2,56 x 10-6 (9 mėginys), nes 10, 11 ir 12 mėginių absorbcijos kreivės buvo neatskiriamos viena nuo kitos.Taigi, naudojant MWC pagrįstą fotometrą, aptikimo riba buvo pagerinta 3125 kartus, palyginti su kiuvetėmis pagrįstu spektrofotometru.
Priklausomybės absorbcija-koncentracija pateikta 5 pav.Matuojant kiuvetėje, absorbcija yra proporcinga rašalo koncentracijai, kai kelias yra 1 cm.Tuo tarpu atliekant MWC pagrįstus matavimus, esant mažoms koncentracijoms, buvo pastebėtas netiesinis absorbcijos padidėjimas.Pagal Beer dėsnį, absorbcija yra proporcinga optinio kelio ilgiui, todėl sugerties padidėjimas AEF (apibūdinamas kaip AEF = AMWC/Acuvette esant tokiai pačiai rašalo koncentracijai) yra MWC ir kiuvetės optinio kelio ilgio santykis.Kaip parodyta 5 paveiksle, esant didelėms koncentracijoms, pastovus AEF yra apie 7,0, o tai yra pagrįsta, nes MWC ilgis yra lygiai 7 kartus didesnis už 1 cm kiuvetės ilgį. Tačiau esant mažoms koncentracijoms (susijusi koncentracija <1,28 × 10-5), AEF didėja mažėjant koncentracijai ir, ekstrapoliuojant kiuvetėmis pagrįsto matavimo kreivę, pasiektų 803 vertę, kai atitinkama koncentracija yra 8,2 × 10-10. Tačiau esant mažoms koncentracijoms (susijusi koncentracija <1,28 × 10-5), AEF didėja mažėjant koncentracijai ir, ekstrapoliuojant kiuvetėmis pagrįsto matavimo kreivę, pasiektų 803 vertę, kai atitinkama koncentracija yra 8,2 × 10-10. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) стигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измерения на основекы. Tačiau esant mažoms koncentracijoms (santykinė koncentracija <1,28 × 10–5), AEF didėja mažėjant koncentracijai ir gali pasiekti 803 vertę, kai santykinė koncentracija yra 8,2 × 10–10, kai ekstrapoliuojama iš kiuvetėmis pagrįstos matavimo kreivės.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劎伔色皿的测量曲线，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 伔 夎比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8,2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达到。 803 m. Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) экстраполяции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,2 × 803–10. Tačiau esant mažoms koncentracijoms (atitinkamos koncentracijos < 1,28 × 10–5) AED didėja mažėjant koncentracijai, o ekstrapoliuojant iš kiuvetėmis pagrįstos matavimo kreivės, jis pasiekia santykinę koncentracijos vertę 8,2 × 10–10 803.Dėl to gaunamas atitinkamas 803 cm (AEF × 1 cm) optinis kelias, kuris yra daug ilgesnis nei fizinis MWC ilgis ir netgi ilgesnis už ilgiausią komerciškai prieinamą LWC (500 cm iš World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC yra 200 cm ilgio).Apie šį netiesinį absorbcijos padidėjimą LWC anksčiau nebuvo pranešta.
Ant pav.6 (a) (c) rodo atitinkamai MWC sekcijos vidinio paviršiaus optinį vaizdą, mikroskopo vaizdą ir optinį profiliavimo vaizdą.Kaip parodyta pav.6(a), vidinis paviršius yra lygus ir blizgus, gali atspindėti matomą šviesą ir yra labai atspindintis.Kaip parodyta pav.6(b), dėl metalo deformuojamumo ir kristališkumo ant lygaus paviršiaus atsiranda mažų dėmių ir nelygumų. Atsižvelgiant į mažą plotą (<5 μm × 5 μm), daugumos paviršių šiurkštumas yra mažesnis nei 1,2 nm (6 pav. (c)). Atsižvelgiant į nedidelį plotą (<5 μm × 5 μm), daugumos paviršiaus šiurkštumas yra mažesnis nei 1,2 nm (6 (c) pav.). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 менее (). Dėl mažo ploto (<5 µm × 5 µm) daugumos paviršiaus šiurkštumas yra mažesnis nei 1,2 nm (6(c) pav.).考虑到小面积（<5 μm × 5 μm），大多数表面的粗糙度小于1,2 nm（图6（c)）（考虑到小面积（<5 μm × 5 μm），大多数表面的粗糙度小于1,2 nm（图6（c)）（ Учитывая небольшую площадь (<5 мкм × 5 мкм), шероховатость большинства поверхностей составляет менее (6ври), 2 менее. Atsižvelgiant į mažą plotą (<5 µm × 5 µm), daugumos paviršių šiurkštumas yra mažesnis nei 1,2 nm (6 (c) pav.).
a) optinis vaizdas, b) mikroskopo vaizdas ir c) MWC pjūvio vidinio paviršiaus optinis vaizdas.
Kaip parodyta pav.7(a), optinis kelias LOP kapiliare nustatomas pagal kritimo kampą θ (LOP = LC/sinθ, kur LC yra fizinis kapiliaro ilgis).Tefloninių AF kapiliarų, užpildytų DI H2O, kritimo kampas turi būti didesnis už kritinį 77,8° kampą, todėl LOP yra mažesnis nei 1,02 × LC be tolesnio tobulinimo3.6.Tuo tarpu naudojant MWC, šviesos uždarymas kapiliaro viduje nepriklauso nuo lūžio rodiklio ar kritimo kampo, todėl kritimo kampui mažėjant šviesos kelias gali būti daug ilgesnis už kapiliaro ilgį (LOP »LC).Kaip parodyta pav.7(b), gofruotas metalinis paviršius gali sukelti šviesos sklaidą, o tai gali labai padidinti optinį kelią.
Todėl MWC yra du šviesos keliai: tiesioginė šviesa be atspindžio (LOP = LC) ir pjūklinė šviesa su daugybe atspindžių tarp šoninių sienelių (LOP » LC).Pagal Beer dėsnį, perduodamos tiesioginės ir zigzago šviesos intensyvumas gali būti išreikštas atitinkamai PS×exp(-α×LC) ir PZ×exp(-α×LOP), kur konstanta α yra sugerties koeficientas, kuris visiškai priklauso nuo rašalo koncentracijos.
Didelės koncentracijos rašalui (pvz., susijusiai koncentracijai > 1,28 × 10-5) zigzago šviesa yra labai susilpnėjusi, o jos intensyvumas yra daug mažesnis nei tiesios šviesos dėl didelio sugerties koeficiento ir daug ilgesnio optinio kelio. Didelės koncentracijos rašalui (pvz., susijusiai koncentracijai > 1,28 × 10–5) zigzago šviesa yra labai susilpnėjusi, o jos intensyvumas yra daug mažesnis nei tiesios šviesos dėl didelio sugerties koeficiento ir daug ilgesnio optinio kelio. Для чернил с высокой концентрацией (pavyzdys интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и дбеконгоочолощения и гораздо злучения. Didelės koncentracijos rašalui (pvz., santykinė koncentracija >1,28×10-5) zigzago šviesa stipriai susilpnėja, o jos intensyvumas yra daug mažesnis nei tiesioginės šviesos dėl didelio sugerties koeficiento ir daug ilgesnės optinės emisijos.takelis.对于高浓度墨水（例如，相关浓度>1,28×10-5），Z字形光衰减弯蛿大，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 亿 二 很 大光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 长 鿿 长 长Для чернил с высокой концентрацией (например, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзалгобразныя светая его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и блолчопорения мени. Didelės koncentracijos dažams (pvz., atitinkamos koncentracijos >1,28×10-5) zigzago šviesa gerokai susilpnėja, o jos intensyvumas yra daug mažesnis nei tiesioginės šviesos dėl didelio sugerties koeficiento ir ilgesnio optinio laiko.mažas kelias.Taigi, nustatant absorbciją (LOP = LC) dominavo tiesioginė šviesa, o AEF buvo pastovus ~ 7, 0. Priešingai, kai sugerties koeficientas sumažėja mažėjant rašalo koncentracijai (pvz., susijusi koncentracija <1,28 × 10-5), zigzago šviesos intensyvumas didėja greičiau nei tiesios šviesos, o tada zigzago šviesos intensyvumas pradeda vaidinti svarbesnį vaidmenį. Priešingai, kai sugerties koeficientas sumažėja mažėjant rašalo koncentracijai (pvz., susijusi koncentracija <1,28 × 10-5), zigzago šviesos intensyvumas didėja greičiau nei tiesios šviesos, o tada zigzago šviesos intensyvumas pradeda vaidinti svarbesnį vaidmenį. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (наприманякор1, чернил 28 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, и затемость зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, и затем свет. Priešingai, kai mažėjant rašalo koncentracijai sugerties koeficientas mažėja (pavyzdžiui, santykinė koncentracija <1,28×10-5), zigzago šviesos intensyvumas didėja greičiau nei tiesioginės šviesos, tada pradeda žaisti zigzago šviesa.svarbesnis vaidmuo.相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相弓浓度<1,28×10-5：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 ， 概 10 库 相度 浓 2 ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 鴇 要 曁 鴇 要更 更 更 更 更 HI的角色. И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил ция < 1,28 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямораго, и тогда зигразаны ть более важную роль. Ir atvirkščiai, kai mažėjant rašalo koncentracijai sugerties koeficientas mažėja (pavyzdžiui, atitinkama koncentracija < 1,28×10-5), zigzago šviesos intensyvumas didėja greičiau nei tiesioginės šviesos, o tada zigzago šviesa pradeda vaidinti svarbesnį vaidmenį.vaidmens personažas.Todėl dėl pjūklinio optinio kelio (LOP » LC) AEF galima padidinti daug daugiau nei 7,0.Tikslias MWC šviesos perdavimo charakteristikas galima gauti naudojant bangolaidžio režimo teoriją.
Greitas mėginių perjungimas ne tik pagerina optinį kelią, bet ir prisideda prie itin žemų aptikimo ribų.Dėl mažo MCC tūrio (0,16 ml) laikas, reikalingas MKC tirpalams perjungti ir pakeisti, gali būti trumpesnis nei 20 sekundžių.Kaip parodyta 5 paveiksle, mažiausia aptinkama AMWC vertė (2,5 × 10–4) yra 4 kartus mažesnė nei Acuvette (1,0 × 10–3).Greitas tekančio tirpalo kapiliare perjungimas sumažina sistemos triukšmo (pvz., dreifo) poveikį absorbcijos skirtumo tikslumui, palyginti su sulaikymo tirpalu kiuvetėje.Pavyzdžiui, kaip parodyta pav.3(b)-(d), ΔV galima lengvai atskirti nuo dreifo signalo dėl greito mėginio perjungimo mažo tūrio kapiliare.
Kaip parodyta 2 lentelėje, įvairių koncentracijų gliukozės tirpalų diapazonas buvo paruoštas naudojant DI H2O kaip tirpiklį.Dažyti arba tušti mėginiai buvo paruošti sumaišant gliukozės tirpalą arba dejonizuotą vandenį su chromogeniniais gliukozės oksidazės (GOD) ir peroksidazės (POD) 37 tirpalais atitinkamai fiksuotu tūrio santykiu 3:1.Ant pav.8 parodytos devynių dažytų mėginių (S2-S10) optinės nuotraukos, kurių gliukozės koncentracija svyruoja nuo 2,0 mM (kairėje) iki 5,12 nM (dešinėje).Paraudimas mažėja mažėjant gliukozės koncentracijai.
4, 9 ir 10 mėginių matavimų MWC pagrindu veikiančiu fotometru rezultatai parodyti Fig.9 (a)–c) atitinkamai.Kaip parodyta pav.9 (c), išmatuotas ΔV tampa mažiau stabilus ir lėtai didėja matavimo metu, nes paties GOD-POD reagento spalva (net nepridedant gliukozės) lėtai keičiasi šviesoje.Taigi, nuoseklūs ΔV matavimai negali būti kartojami mėginiams, kurių gliukozės koncentracija mažesnė nei 5, 12 nM (10 mėginys), nes kai Δ V yra pakankamai mažas, GOD-POD reagento nestabilumo nebegalima pamiršti.Todėl gliukozės tirpalo aptikimo riba yra 5,12 nM, nors atitinkama ΔV vertė (0,52 µV) yra daug didesnė už triukšmo vertę (0,03 µV), o tai rodo, kad vis tiek galima aptikti nedidelį ΔV.Šią aptikimo ribą galima dar labiau pagerinti naudojant stabilesnius chromogeninius reagentus.
a) 4 mėginio, b) 9 mėginio ir c) 10 mėginio matavimo rezultatai naudojant fotometrą MWC pagrindu.
AMWC absorbciją galima apskaičiuoti naudojant išmatuotas Vcolor, Vblank ir Vdark vertes.Fotodetektoriui, kurio stiprinimas yra 105 V, tamsumas yra -0,068 μV.Visų mėginių matavimus galima nustatyti papildomoje medžiagoje.Palyginimui, gliukozės mėginiai taip pat buvo matuojami spektrofotometru, o išmatuota Acuvette absorbcija pasiekė 0,64 µM aptikimo ribą (7 pavyzdys), kaip parodyta 10 paveiksle.
Ryšys tarp absorbcijos ir koncentracijos parodytas 11 paveiksle. Naudojant MWC pagrįstą fotometrą, aptikimo ribos pagerėjimas buvo pasiektas 125 kartus, palyginti su kiuvetėmis pagrįstu spektrofotometru.Šis patobulinimas yra mažesnis nei raudonojo rašalo tyrimas dėl prasto GOD-POD reagento stabilumo.Taip pat buvo pastebėtas netiesinis absorbcijos padidėjimas esant mažoms koncentracijoms.
MWC pagrindu sukurtas fotometras buvo sukurtas itin jautriam skysčių mėginių aptikimui.Optinis kelias gali būti labai padidintas ir daug ilgesnis nei fizinis MWC ilgis, nes šviesa, išsklaidyta gofruotų lygių metalinių šoninių sienelių, gali būti laikoma kapiliare, nepaisant kritimo kampo.Naudojant įprastus GOD-POD reagentus galima pasiekti net 5,12 nM koncentraciją dėl naujo netiesinio optinio stiprinimo ir greito mėginių perjungimo bei gliukozės aptikimo.Šis kompaktiškas ir nebrangus fotometras bus plačiai naudojamas gyvosios gamtos moksluose ir aplinkos monitoringe atliekant pėdsakų analizę.
Kaip parodyta 1 paveiksle, MWC pagrindu sukurtas fotometras susideda iš 7 cm ilgio MWC (vidinis skersmuo 1,7 mm, išorinis skersmuo 3,18 mm, EP klasės elektropoliruotas vidinis paviršius, SUS316L nerūdijančio plieno kapiliaras), 505 nm bangos ilgio šviesos diodo (Thorlabs M505F1), kintamo sklidimo laipsnio (6ambe. laboratorijas PDB450C) ir dvi T formos jungtis optiniam ryšiui ir skysčio įvedimui/išvedimui.T formos jungtis pagaminta sujungiant skaidrią kvarcinę plokštę prie PMMA vamzdžio, į kurį sandariai įkišti ir suklijuoti MWC ir Peek vamzdeliai (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.).Įeinančiam mėginiui perjungti naudojamas trijų krypčių vožtuvas, prijungtas prie Pike įleidimo vamzdžio.Fotodetektorius gautą optinę galią P gali konvertuoti į sustiprintos įtampos signalą N×V (kur V/P = 1,0 V/W ties 1550 nm, stiprinimas N gali būti reguliuojamas rankiniu būdu 103-107 diapazone).Trumpumo dėlei vietoj N × V kaip išvesties signalas naudojamas V.
Palyginimui, skystų mėginių absorbcijai matuoti taip pat buvo naudojamas komercinis spektrofotometras (Agilent Technologies Cary 300 serija su R928 High Efficiency Photomultiplier) su 1,0 cm kiuvetės ląstele.
Vidinis MWC pjūvio paviršius buvo ištirtas naudojant optinį paviršiaus profiliatorių (ZYGO New View 5022), kurio vertikali ir šoninė skiriamoji geba buvo atitinkamai 0, 1 nm ir 0, 11 µm.
Visos cheminės medžiagos (analitinės kokybės, be tolesnio gryninimo) buvo įsigytos iš Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Gliukozės tyrimo rinkiniai apima gliukozės oksidazę (GOD), peroksidazę (POD), 4-aminoantipiriną ​​ir fenolį ir kt. Chromogeninis tirpalas buvo paruoštas įprastu GOD-POD 37 metodu.
Kaip parodyta 2 lentelėje, įvairių koncentracijų gliukozės tirpalų diapazonas buvo paruoštas naudojant DI H2O kaip skiediklį, naudojant serijinį skiedimo metodą (daugiau informacijos rasite papildomose medžiagose).Paruoškite nudažytus arba tuščiuosius mėginius, atitinkamai sumaišydami gliukozės tirpalą arba dejonizuotą vandenį su chromogeniniu tirpalu fiksuotu tūrio santykiu 3:1.Visi mėginiai prieš matavimą 10 minučių buvo laikomi 37 °C temperatūroje nuo šviesos.Taikant GOD-POD metodą, nudažyti mėginiai pasidaro raudoni, kurių absorbcijos maksimumas yra 505 nm, o absorbcija yra beveik proporcinga gliukozės koncentracijai.
Kaip parodyta 1 lentelėje, serijos raudonojo rašalo tirpalų serija (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Kinija) buvo paruošta serijiniu skiedimo metodu, naudojant DI H2O kaip tirpiklį.
Kaip pacituoti šį straipsnį: Bai, M. ir kt.Kompaktiškas fotometras metalinių bangolaidžių kapiliarų pagrindu: skirtas nanomolinėms gliukozės koncentracijoms nustatyti.Mokslas.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Skysčių analizės ir pH vertės kontrolės tikslumo didinimas naudojant skysčio šerdies bangolaidį. Dress, P. & Franke, H. Skysčių analizės ir pH vertės kontrolės tikslumo didinimas naudojant skysčio šerdies bangolaidį.Dress, P. ir Franke, H. Skysčių analizės ir pH kontrolės tikslumo gerinimas naudojant skysčio šerdies bangolaidį. 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. ir Franke, H. Skysčių analizės ir pH kontrolės tikslumo gerinimas naudojant skystų šerdies bangolaidžius.Pereikite prie mokslo.metras.68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ir Hansell, DA. Nuolatinis kolorimetrinis amonio pėdsakų nustatymas jūros vandenyje naudojant ilgo kelio skysčio bangolaidžio kapiliarinę ląstelę. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ir Hansell, DA. Nuolatinis kolorimetrinis amonio pėdsakų nustatymas jūros vandenyje naudojant ilgo kelio skysčio bangolaidžio kapiliarinę ląstelę.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ir Hansel, DA. Nuolatinis kolorimetrinis amonio pėdsakų nustatymas jūros vandenyje naudojant kapiliarinę ląstelę su skysčio bangolaidžiu. 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 ir Hansell, DA.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ir Hansel, DA. Nuolatinis kolorimetrinis amonio pėdsakų nustatymas jūros vandenyje naudojant ilgo nuotolio skysčio bangolaidžius kapiliarus.Chemija kovo mėn.96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Apžvalga apie naujausius skysčio bangolaidžio kapiliarinio elemento taikymą srauto analizės metoduose, siekiant padidinti spektroskopinių aptikimo metodų jautrumą. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Apžvalga apie naujausius skysčio bangolaidžio kapiliarinio elemento taikymą srauto analizės metoduose, siekiant padidinti spektroskopinių aptikimo metodų jautrumą.Pascoa, RNMJ, Toth, IV ir Rangel, AOSS Naujausių skysčio bangolaidžio kapiliarinių elementų pritaikymo srauto analizės metoduose apžvalga, siekiant pagerinti spektroskopinių aptikimo metodų jautrumą. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS 回顾液体波导毛细管单元在基于流动的分析技术中的析付鏅庫最新检测方法的灵敏度. Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss 回顾 液体 毛细管 单元 在 基于 的 分析 技术 髭 的 最提方法 的。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵 庵 庵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灦 珦 敏度 灦敏序度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV ir Rangel, AOSS Naujausių skystųjų bangolaidžių kapiliarinių elementų pritaikymo srautu pagrįstuose analizės metoduose apžvalga, siekiant padidinti spektroskopinių aptikimo metodų jautrumą.išangė.Chim.Act 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Ag, AgI plėvelių storio tyrimas tuščiavidurių bangolaidžių kapiliare. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Ag, AgI plėvelių storio tyrimas tuščiavidurių bangolaidžių kapiliare.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. ir Shen J. Plėvelių storio Ag, AgI tyrimas tuščiavidurių bangolaidžių kapiliaruose. 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. Plonos Ag ir AgI plėvelės storio tyrimas ortakyje.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. ir Shen J. Plonos plėvelės storio Ag, AgI tyrimas tuščiaviduriuose bangolaidžiuose kapiliaruose.Infraraudonųjų spindulių fizika.technologija 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM ir Worsfold, PJ Nanomolinių fosfato koncentracijų nustatymas natūraliuose vandenyse naudojant srauto įpurškimą su ilgo skysčio bangolaidžio kapiliariniu elementu ir kietojo kūno spektrofotometrinį aptikimą. Gimbert, LJ, Haygarth, PM ir Worsfold, PJ Nanomolinių fosfato koncentracijų nustatymas natūraliuose vandenyse naudojant srauto įpurškimą su ilgo skysčio bangolaidžio kapiliariniu elementu ir kietojo kūno spektrofotometrinį aptikimą.Gimbert, LJ, Haygarth, PM ir Worsfold, PJ Nanomolinių fosfatų koncentracijų nustatymas natūraliuose vandenyse naudojant srauto įpurškimą su skysčio bangolaidžio kapiliarine ląstele ir kietojo kūno spektrofotometrinį aptikimą. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ 使用流动注射和长光程液体波导毛细管和固态分光光度态分光光度纳摩尔浓度的磷酸盐. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Fosfatų koncentracijos nustatymas natūraliame vandenyje naudojant skysčio švirkštą ir ilgo nuotolio skysčio bangolaidį kapiliarinį vamzdelį.Gimbert, LJ, Haygarth, PM ir Worsfold, PJ Nanomolinio fosfato nustatymas natūraliame vandenyje naudojant įpurškimo srautą ir kapiliarinį bangolaidį su ilgu optiniu keliu ir kietojo kūno spektrofotometriniu aptikimu.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Skysčių bangolaidžių kapiliarinių ląstelių tiesiškumas ir efektyvus optinis kelias. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Skysčių bangolaidžių kapiliarinių ląstelių tiesiškumas ir efektyvus optinis kelias.Belz M., Dress P., Suhitsky A. ir Liu S. Tiesiškumas ir efektyvus optinio kelio ilgis skysčio bangolaidžiuose kapiliarinėse ląstelėse. 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. Skysto vandens tiesiškumas ir efektyvusis ilgis.Belz M., Dress P., Suhitsky A. ir Liu S. Linijinis ir efektyvus optinio kelio ilgis kapiliarinių ląstelių skysčio bangoje.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Šviesa tunelio gale: naujausi skysčių šerdies bangolaidžių analitiniai pritaikymai. Dallas, T. & Dasgupta, PK Šviesa tunelio gale: naujausi skysčių šerdies bangolaidžių analitiniai pritaikymai.Dallas, T. ir Dasgupta, PK Šviesa tunelio gale: naujausi skysčių šerdies bangolaidžių analitiniai pritaikymai. Dallas, T. & Dasgupta, PK Šviesa tunelio gale:液芯波导的最新分析应用. Dallas, T. & Dasgupta, PK Šviesa tunelio gale:液芯波导的最新分析应用.Dallas, T. ir Dasgupta, PK Šviesa tunelio gale: naujausias analitinis skystųjų branduolių bangolaidžių pritaikymas.TRAC, tendencijų analizė.Cheminis.23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Universalus viso vidinio atspindžio fotometrinis aptikimo elementas srauto analizei. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Universalus viso vidinio atspindžio fotometrinis aptikimo elementas srauto analizei.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR ir McKelvey, ID Universalus fotometrinis viso vidinio atspindžio elementas srauto analizei. 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 ir McKelvie, IDEllis, PS, Gentle, BS, Grace, MR ir McKelvey, ID universalus TIR fotometrinis elementas srauto analizei.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ ir McKelvie, ID Daugiaatspindys fotometrinis srauto elementas, skirtas naudoti srauto įpurškimo analizei estuarijų vandenyse. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ ir McKelvie, ID Daugiaatspindys fotometrinis srauto elementas, skirtas naudoti srauto įpurškimo analizei estuarijų vandenyse.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ ir McKelvey, ID Daugialypis fotometrinis srauto elementas, skirtas naudoti upių žiočių vandenų srauto analizei. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ ir McKelvie, ID 多反射光度流动池，用于河口水域的流动注入分析 Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ ir McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ ir McKelvey, ID Daugialypis fotometrinis srauto elementas, skirtas srauto įpurškimo analizei estuarijų vandenyse.išangė Chim.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Rankinis fotometras, pagrįstas skysčio šerdies bangolaidžio sugerties aptikimu nanolitrų mastelio mėginiams. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Rankinis fotometras, pagrįstas skysčio šerdies bangolaidžio sugerties aptikimu nanolitrų mastelio mėginiams.Pan, J.-Z., Yao, B. ir Fang, K. Rankinis fotometras, pagrįstas skysčio šerdies bangos ilgio absorbcijos aptikimu nanolitrų mastelio mėginiams. 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. Remiantis 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计.Pan, J.-Z., Yao, B. ir Fang, K. Rankinis fotometras su nanoskalės mėginiu, pagrįstas absorbcijos aptikimu skystoje šerdies bangoje.išangė Cheminė.82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Padidinkite įpurškimo srauto analizės jautrumą naudodami kapiliarinį srauto elementą su ilgu optiniu keliu spektrofotometriniam aptikimui.išangė.Mokslas.22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Skysčio kapiliarinio bangolaidžio taikymas absorbcijos spektroskopijoje (Atsakymas į Byrne'o ir Kaltenbacherio komentarą). D'Sa, EJ & Steward, RG Skysčio kapiliarinio bangolaidžio taikymas absorbcijos spektroskopijoje (Atsakymas į Byrne'o ir Kaltenbacherio komentarą).D'Sa, EJ ir Steward, RG Skystų kapiliarinių bangolaidžių taikymas absorbcinėje spektroskopijoje (Atsakyti į Byrne'o ir Kaltenbacherio komentarus). 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 Skysčio taikymas 毛绿波波对在absorbcijos spektras（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ ir Steward, RG Skystieji kapiliariniai bangolaidžiai, skirti absorbcijos spektroskopijai (atsakant į Byrne'o ir Kaltenbacherio pastabas).limonolis.Okeanografas.46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Šviesolaidinis išnykstančio lauko sugerties jutiklis: pluošto parametrų ir zondo geometrijos poveikis. Khijwania, SK & Gupta, BD Šviesolaidinis išnykstančio lauko sugerties jutiklis: pluošto parametrų ir zondo geometrijos poveikis.Hijvania, SK ir Gupta, BD šviesolaidinis išnykstančio lauko sugerties jutiklis: pluošto parametrų ir zondo geometrijos įtaka. 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 ir Gupta, BDHijvania, SK ir Gupta, BD Evanescent lauko sugerties šviesolaidiniai jutikliai: skaidulų parametrų ir zondo geometrijos įtaka.Optika ir kvantinė elektronika 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Tuščiavidurių, metaliniu pamušalu, bangolaidžių Ramano jutiklių kampinė išvestis. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Tuščiavidurių, metaliniu pamušalu, bangolaidžių Ramano jutiklių kampinė išvestis.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. ir Woodruff, SD Tuščiavidurių bangolaidžių Ramano jutiklių su metaliniu pamušalu kampinė išvestis. 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. ir Woodruff, SD Ramano jutiklio su pliko metalo bangolaidžiu kampinė išvestis.prašymas pasirinkti 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Tuščiavidurių bangolaidžių, skirtų IR perdavimui, apžvalga.pluošto integracija.rinktis.19, 211–227 (2000).