Hvala, ker ste obiskali Nature.com.Različica brskalnika, ki jo uporabljate, ima omejeno podporo za CSS.Za najboljšo izkušnjo priporočamo, da uporabite posodobljen brskalnik (ali onemogočite način združljivosti v Internet Explorerju).Medtem bomo za zagotovitev stalne podpore spletno mesto upodobili brez slogov in JavaScripta.
Analiza sledi tekočih vzorcev ima široko paleto aplikacij v znanostih o življenju in spremljanju okolja.V tem delu smo razvili kompakten in poceni fotometer, ki temelji na kovinskih valovodnih kapilarah (MCC) za ultra občutljivo določanje absorpcije.Optična pot se lahko močno poveča in je veliko daljša od fizične dolžine MWC, ker se lahko svetloba, razpršena na valovitih gladkih kovinskih stranskih stenah, zadrži v kapilari ne glede na vpadni kot.Zaradi novega nelinearnega optičnega ojačanja in hitrega preklapljanja vzorcev ter zaznavanja glukoze je mogoče doseči koncentracije tako nizke kot 5,12 nM z uporabo običajnih kromogenih reagentov.
Fotometrija se pogosto uporablja za analizo sledi tekočih vzorcev zaradi obilice razpoložljivih kromogenih reagentov in polprevodniških optoelektronskih naprav 1,2,3,4,5.V primerjavi s tradicionalnim določanjem absorbance na osnovi kivet, kapilare tekočega valovoda (LWC) odbijajo (TIR) ​​tako, da svetlobo sonde zadržijo v kapilari 1,2,3,4,5.Vendar pa je brez nadaljnjih izboljšav optična pot le blizu fizične dolžine LWC3.6 in povečanje dolžine LWC nad 1,0 m bo trpelo zaradi močnega slabljenja svetlobe in velikega tveganja za nastanek mehurčkov itd.
Trenutno obstajata dve glavni vrsti LWC, in sicer teflonske AF kapilare (z lomnim količnikom le ~1,3, kar je nižje kot pri vodi) in silicijeve kapilare, prevlečene s teflonskim AF ali kovinskimi filmi 1,3,4.Da bi dosegli TIR na vmesniku med dielektričnimi materiali, so potrebni materiali z nizkim lomnim količnikom in velikimi vpadnimi koti svetlobe3,6,10.Kar zadeva kapilare Teflon AF, je Teflon AF zračen zaradi svoje porozne strukture3,11 in lahko absorbira majhne količine snovi v vzorcih vode.Pri kremenčevih kapilarah, ki so zunaj prevlečene s teflonom AF ali kovino, je lomni količnik kremena (1,45) višji od večine tekočih vzorcev (npr. 1,33 za vodo)3,6,12,13.Za kapilare, prevlečene s kovinskim filmom v notranjosti, so preučevali transportne lastnosti 14, 15, 16, 17, 18, vendar je postopek prevleke zapleten, površina kovinskega filma ima grobo in porozno strukturo 4, 19.
Poleg tega imajo komercialne LWC (AF Teflon Coated Capillaries in AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) nekatere druge slabosti, kot so: za napake..Velika mrtva prostornina TIR3,10, (2) T-priključka (za povezavo kapilar, vlaken in dovodnih/izhodnih cevi) lahko ujame zračne mehurčke10.
Hkrati je določanje ravni glukoze velikega pomena za diagnozo sladkorne bolezni, ciroze jeter in duševnih bolezni20.in številne detekcijske metode, kot je fotometrija (vključno s spektrofotometrijo 21, 22, 23, 24, 25 in kolorimetrijo na papirju 26, 27, 28), galvanometrija 29, 30, 31, fluorometrija 32, 33, 34, 35, optična polarimetrija 36, ​​površinska plazmonska resonanca.Vendar pa večina teh metod zahteva drago opremo in odkrivanje glukoze pri več nanomolarnih koncentracijah ostaja izziv (na primer za fotometrične meritve21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 najnižja koncentracija glukoze).Nanomolarne analize glukoze so pogosto potrebne za celične študije na molekularni ravni, kot je zaviranje rasti raka prostate pri človeku42 in obnašanje Prochlorococcus pri fiksaciji CO2 v oceanu.
V tem članku je bil za ultra občutljivo določanje absorpcije razvit kompakten, poceni fotometer, ki temelji na kovinski valovodni kapilari (MWC), kapilari iz nerjavečega jekla SUS316L z elektropolirano notranjo površino.Ker se svetloba lahko ujame v kovinske kapilare ne glede na vpadni kot, se lahko optična pot močno poveča s sipanjem svetlobe na valovitih in gladkih kovinskih površinah in je veliko daljša od fizične dolžine MWC.Poleg tega je bil zasnovan preprost T-priključek za optično povezavo in dovod/izstop tekočine, da se zmanjša mrtva prostornina in prepreči ujetost mehurčkov.Pri 7 cm MWC fotometru je meja detekcije izboljšana za približno 3000-krat v primerjavi s komercialnim spektrofotometrom z 1 cm kiveto zaradi nove izboljšave nelinearne optične poti in hitrega preklapljanja vzorcev, prav tako je mogoče doseči koncentracijo detekcije glukoze.samo 5,12 nM z uporabo običajnih kromogenih reagentov.
Kot je prikazano na sliki 1, je fotometer na osnovi MWC sestavljen iz 7 cm dolgega MWC z elektropolirano notranjo površino razreda EP, 505 nm LED z lečo, fotodetektorja s prilagodljivim ojačenjem in dveh za optično sklopko in vnos tekočine.Izhod.Za preklapljanje vhodnega vzorca se uporablja tripotni ventil, povezan z dovodno cevjo Pike.Cev Peek se tesno prilega kremenčevi plošči in MWC, tako da je mrtva prostornina v T-konektorju čim manjša, kar učinkovito preprečuje ujetost zračnih mehurčkov.
Žarek in vzorec tekočine se vneseta v MCC skozi T-kos, žarek, ki gre skozi MCC, pa sprejme fotodetektor.Prihajajoče raztopine obarvanih ali slepih vzorcev so bile izmenično uvedene v ICC skozi tripotni ventil.V skladu z Beerovim zakonom je mogoče iz enačbe izračunati optično gostoto obarvanega vzorca.1.10
kjer sta Vcolor in Vblank izhodna signala fotodetektorja, ko se barvni in slepi vzorci vnesejo v MCC, Vdark pa je signal ozadja fotodetektorja, ko je LED izklopljena.Spremembo izhodnega signala ΔV = Vcolor–Vblank je mogoče izmeriti s preklapljanjem vzorcev.Glede na enačbo.Kot je prikazano na sliki 1, če je ΔV veliko manjši od Vblank–Vdark, lahko pri uporabi preklopne sheme vzorčenja majhne spremembe v Vblank (npr. premik) malo vplivajo na vrednost AMWC.
Za primerjavo delovanja fotometra na osnovi MWC s spektrofotometrom na osnovi kivete je bila kot barvni vzorec uporabljena raztopina rdečega črnila zaradi odlične barvne stabilnosti in dobre linearnosti koncentracija-absorpcija, DI H2O kot slepi vzorec..Na sl.Slika 2 prikazuje optične fotografije 11 vzorcev rdečega črnila (S4 do S14) z relativnimi koncentracijami (navedene v tabeli 1) v razponu od 8,0 × 10–3 (levo) do 8,2 × 10–10 (desno).
Rezultati meritev za vzorec 6 so prikazani na sl.3(a).Točke preklopa med obarvanimi in slepimi vzorci so na sliki označene z dvojnimi puščicami »↔«.Vidimo lahko, da se izhodna napetost hitro poveča pri preklopu z barvnih vzorcev na slepe vzorce in obratno.Vcolor, Vblank in ustrezen ΔV je mogoče dobiti, kot je prikazano na sliki.
(a) Rezultati meritev za vzorec 6, (b) vzorec 9, (c) vzorec 13 in (d) vzorec 14 z uporabo fotometra na osnovi MWC.
3(b)–(d).S pomočjo enačb.1. Absorbanco AMWC je mogoče izračunati iz izmerjenih vrednosti Vcolor, Vblank in Vdark.Za fotodetektor z ojačenjem 104 Vdark je -0,68 μV.Rezultati meritev za vse vzorce so povzeti v tabeli 1 in jih najdete v dodatnem gradivu.Kot je prikazano v tabeli 1, absorbanca, ugotovljena pri visokih koncentracijah, postane nasičena, zato absorbance nad 3,7 ni mogoče izmeriti s spektrometri na osnovi MWC.
Za primerjavo je bil vzorec rdečega črnila izmerjen tudi s spektrofotometrom in izmerjena absorbanca Acuvette je prikazana na sliki 4. Vrednosti Acuvette pri 505 nm (kot je prikazano v tabeli 1) so bile pridobljene s sklicevanjem na krivulje vzorcev 10, 11 ali 12 (kot je prikazano v vstavku).na sliki 4) kot osnovo.Kot je prikazano, je meja detekcije dosegla relativno koncentracijo 2,56 x 10-6 (vzorec 9), ker se absorpcijske krivulje vzorcev 10, 11 in 12 med seboj niso razlikovale.Tako je bila pri uporabi fotometra na osnovi MWC meja detekcije izboljšana za faktor 3125 v primerjavi s spektrofotometrom na osnovi kivete.
Pri kivetnih meritvah je absorbanca sorazmerna s koncentracijo črnila na poti dolžine 1 cm.Medtem ko so pri meritvah na osnovi MWC opazili nelinearno povečanje absorbance pri nizkih koncentracijah.V skladu z Beerovim zakonom je absorbanca sorazmerna z dolžino optične poti, zato je pridobitev absorpcije AEF (definirana kot AEF = AMWC/Acuvette pri enaki koncentraciji črnila) razmerje med MWC in dolžino optične poti kivete.Kot je prikazano na sliki 5, je pri visokih koncentracijah konstantna AEF okoli 7,0, kar je razumno, saj je dolžina MWC natančno 7-krat večja od dolžine 1 cm kivete. Vendar pa pri nizkih koncentracijah (sorodna koncentracija <1,28 × 10-5) AEF narašča z zmanjševanjem koncentracije in bi dosegel vrednost 803 pri sorodni koncentraciji 8,2 × 10-10 z ekstrapolacijo krivulje merjenja na podlagi kivete. Vendar pa pri nizkih koncentracijah (sorodna koncentracija <1,28 × 10-5) AEF narašča z zmanjševanjem koncentracije in bi dosegel vrednost 803 pri sorodni koncentraciji 8,2 × 10-10 z ekstrapolacijo krivulje merjenja na podlagi kivete. Vendar pri nizkih koncentracijah (nosilna koncentracija <1,28 × 10–5) se AEF poveča z zmanjšano koncentracijo in lahko doseže vrednosti 803 pri relativno koncentraciji 8,2 × 10–10 ekstrapolacije krivulje meritve na podlagi kjuveta. Vendar pa pri nizkih koncentracijah (relativna koncentracija <1,28 × 10–5) AEF narašča z zmanjševanjem koncentracije in lahko doseže vrednost 803 pri relativni koncentraciji 8,2 × 10–10, če jo ekstrapoliramo iz merilne krivulje na osnovi kivete. Vendar pri nizkih koncentracijah (relevantne koncentracije < 1,28 × 10-5) se AEP poveča z zmanjšano koncentracijo, in pri ekstrapolaciji krive meritve na podlagi kjuveta doseže vrednosti glede na koncentracijo 8,2 × 10–10 803 . Vendar pa pri nizkih koncentracijah (relevantne koncentracije < 1,28 × 10-5) AED narašča z zmanjševanjem koncentracije in pri ekstrapolaciji iz merilne krivulje na podlagi kivete doseže vrednost relativne koncentracije 8,2 × 10–10 803.Posledica tega je ustrezna optična pot 803 cm (AEF × 1 cm), ki je veliko daljša od fizične dolžine MWC in celo daljša od najdaljše komercialno dostopne LWC (500 cm od World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC ima dolžino 200 cm).
Na sl.6(a)-(c) prikazujejo optično sliko, sliko mikroskopa in sliko optičnega profilerja notranje površine odseka MWC.Kot je prikazano na sl.6(a) je notranja površina gladka in sijoča, lahko odbija vidno svetlobo in je zelo odbojna.Kot je prikazano na sl.Kot je prikazano na sliki 6(b), se zaradi deformabilnosti in kristalne narave kovine na gladki površini pojavijo majhne meze in nepravilnosti. Vvidu majhne površine (<5 mkm × 5 mkm) je velikost večjega dela površine manjša od 1,2 nm (ris. 6(v)). Zaradi majhne površine (<5 µm×5 µm) je hrapavost večine površine manjša od 1,2 nm (slika 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））。 Učitivna nevelika površina (<5 mkm × 5 mkm), velikost večine površin je manjša od 1,2 nm (ris. 6(v)). Glede na majhno površino (<5 µm × 5 µm) je hrapavost večine površin manjša od 1,2 nm (slika 6(c)).
(a) optična slika, (b) mikroskopska slika in (c) optična slika notranje površine reza MWC.
Kot je prikazano na sl.7(a) je optična pot LOP v kapilari določena z vpadnim kotom θ (LOP = LC/sinθ, kjer je LC fizična dolžina kapilare).Za teflonske AF kapilare, napolnjene z DI H2O, mora biti vpadni kot večji od kritičnega kota 77,8°, tako da je LOP manjši od 1,02 × LC brez nadaljnjega izboljšanja3.6.Medtem ko je pri MWC omejitev svetlobe znotraj kapilare neodvisna od lomnega količnika ali vpadnega kota, tako da je lahko svetlobna pot, ko se vpadni kot zmanjša, veliko daljša od dolžine kapilare (LOP » LC).Kot je prikazano na sl.Kot je prikazano na sliki 7(b), lahko valovita kovinska površina povzroči sipanje svetlobe, kar lahko močno poveča optično pot.
Zato obstajata dve svetlobni poti za MWC: direktna svetloba brez odboja (LOP = LC) in žagasta svetloba z večkratnimi odboji med stranskimi stenami (LOP » LC).V skladu z Beerovim zakonom lahko intenzivnost prepuščene neposredne in cik-cak svetlobe izrazimo kot PS×exp(-α×LC) oziroma PZ×exp(-α×LOP), pri čemer je konstanta α absorpcijski koeficient, ki je v celoti odvisen od koncentracije črnila.
Pri črnilu z visoko koncentracijo (npr. sorodna koncentracija >1,28 × 10-5) je cik-cak svetloba zaradi velikega absorpcijskega koeficienta in veliko daljše optične poti močno oslabljena in njena intenzivnost precej nižja kot pri ravni svetlobi. Pri črnilu z visoko koncentracijo (npr. sorodna koncentracija >1,28 × 10-5) je cik-cak svetloba zaradi velikega absorpcijskega koeficienta in veliko daljše optične poti močno oslabljena in njena intenzivnost precej nižja kot pri ravni svetlobi. Za črnilo z visoko koncentracijo (na primer razmerna koncentracija >1,28 × 10-5) cikzagoobrazni svet močno zaduši, njegova intenzivnost pa je veliko nižja kot pri pravem svetu, zaradi velikega koeficienta pogloščenosti in veliko daljše optične osvetlitve. Pri črnilu z visoko koncentracijo (npr. relativna koncentracija >1,28×10-5) je cik-cak svetloba zaradi velikega absorpcijskega koeficienta in veliko daljše optične emisije močno oslabljena in njena intenzivnost precej nižja kot pri neposredni svetlobi.skladba.对于高浓度墨水（例如，相关浓度>1,28×10-5，Z字形光衰减很大，其强度远低于直光，这是由于吸收系数大，光学时间更长。对于 高浓度 墨水 （例如 ， 浓度 浓度> 1,28 × 10-5） ， z 字形 衰减 很 大 ， 强度 远 低于 直光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长Za črnilo z visoko koncentracijo (na primer relevantna koncentracija >1,28×10-5) cikzagoobrazni svet znatno oslabi, njegova intenzivnost pa je veliko nižja kot pri pravem svetu zaradi velikega koeficienta porabe in daljšega optičnega časa. Pri črnilih z visoko koncentracijo (npr. relevantne koncentracije > 1,28 × 10-5) je cik-cak svetloba zaradi velikega absorpcijskega koeficienta in daljšega optičnega časa znatno oslabljena in njena intenzivnost precej nižja kot pri neposredni svetlobi.majhna cesta.Tako je direktna svetloba prevladovala pri določanju absorbance (LOP=LC) in AEF je ostal konstanten pri ~7,0. V nasprotju s tem, ko se absorpcijski koeficient zmanjša z zmanjševanjem koncentracije črnila (npr. sorodna koncentracija <1,28 × 10-5), se intenzivnost cikcakaste svetlobe poveča hitreje kot pri ravni svetlobi in takrat začne cikcakasta svetloba igrati pomembnejšo vlogo. V nasprotju s tem, ko se absorpcijski koeficient zmanjša z zmanjševanjem koncentracije črnila (npr. sorodna koncentracija <1,28 × 10-5), se intenzivnost cikcakaste svetlobe poveča hitreje kot pri ravni svetlobi in takrat začne cikcakasta svetloba igrati pomembnejšo vlogo. Nasprotno, ko se koeficient pogloščenosti zmanjša z zmanjšanjem koncentracije črnila (na primer, relativno koncentracija <1,28 × 10-5), se intenzivnost cikzagoobraznega sveta poveča hitreje, kot v pravem svetu, in začne igrati cikzagoobrazni svet. Nasprotno, ko se koeficient absorpcije zmanjša z zmanjševanjem koncentracije črnila (na primer relativna koncentracija <1,28 × 10-5), se intenzivnost cikcakaste svetlobe poveča hitreje kot direktna svetloba, nato pa se začne predvajati cikcakasta svetloba.pomembnejšo vlogo.相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相关浓度<1,28×10-5，Z字形光的强度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一个更重要的角色。相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相关 浓度 浓度 <1,28 × 10-5） ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 个 重要 重要 重要 更 更 更更 更 更 更 更 HI的角色。 In obratno, ko se koeficient pogloščenosti zmanjša z zmanjšanjem koncentracije črnila (na primer, ustrezna koncentracija < 1,28×10-5), se intenzivnost cikzagoobraznega svetila poveča hitreje, kot neposredno, in ta vloga cikzagoobraznega sveta začne igrati bolj pomembno. Nasprotno, ko se absorpcijski koeficient zmanjša z zmanjševanjem koncentracije črnila (na primer ustrezna koncentracija < 1,28×10-5), intenzivnost cikcakaste svetlobe narašča hitreje kot direktna svetloba in takrat začne cikcakasta svetloba igrati pomembnejšo vlogo.značaj vloge.Zato je zaradi žagaste optične poti (LOP » LC) mogoče povečati AEF veliko več kot 7,0.Natančne značilnosti prenosa svetlobe MWC je mogoče pridobiti z uporabo teorije valovodnega načina.
Poleg izboljšanja optične poti hitro preklapljanje vzorcev prispeva tudi k ultra nizkim mejam zaznavanja.Zaradi majhne prostornine MCC (0,16 ml) je lahko čas, potreben za preklop in menjavo raztopin v MCC, krajši od 20 sekund.Kot je prikazano na sliki 5, je najmanjša zaznavna vrednost AMWC (2,5 × 10–4) 4-krat nižja kot pri Acuvette (1,0 × 10–3).Hitro preklapljanje pretočne raztopine v kapilari zmanjša učinek hrupa sistema (npr. odnašanje) na točnost razlike absorbance v primerjavi z zadrževalno raztopino v kiveti.Na primer, kot je prikazano na sl.Kot je prikazano na sliki 3(b)-(d), je mogoče ΔV zlahka razlikovati od odnašajočega signala zaradi hitrega preklapljanja vzorca v kapilari majhne prostornine.
Kot je prikazano v tabeli 2, smo pripravili vrsto raztopin glukoze v različnih koncentracijah z uporabo DI H2O kot topila.Obarvane ali slepe vzorce smo pripravili z mešanjem raztopine glukoze ali deionizirane vode s kromogenimi raztopinami glukozne oksidaze (GOD) in peroksidaze (POD) 37 v fiksnem volumskem razmerju 3:1.Na sl.8 prikazuje optične fotografije devetih obarvanih vzorcev (S2-S10) s koncentracijami glukoze v območju od 2,0 mM (levo) do 5,12 nM (desno).Rdečica se zmanjšuje z zmanjševanjem koncentracije glukoze.
Rezultati meritev vzorcev 4, 9 in 10 s fotometrom na osnovi MWC so prikazani na sl.9(a)-(c) oziroma.Kot je prikazano na sl.Kot je prikazano na sliki 9(c), postane izmerjeni ΔV manj stabilen in med meritvijo počasi narašča, saj se barva samega reagenta GOD-POD (tudi brez dodajanja glukoze) počasi spreminja v svetlobi.Tako zaporednih meritev ΔV ni mogoče ponoviti za vzorce s koncentracijo glukoze, manjšo od 5,12 nM (vzorec 10), ker ko je ΔV dovolj majhen, nestabilnosti reagenta GOD-POD ni več mogoče zanemariti.Zato je meja zaznave za raztopino glukoze 5,12 nM, čeprav je ustrezna vrednost ΔV (0,52 µV) veliko večja od vrednosti šuma (0,03 µV), kar kaže, da je majhen ΔV še vedno mogoče zaznati.To mejo detekcije je mogoče še izboljšati z uporabo stabilnejših kromogenih reagentov.
(a) Rezultati meritev za vzorec 4, (b) vzorec 9 in (c) vzorec 10 z uporabo fotometra na osnovi MWC.
Absorpcijo AMWC je mogoče izračunati z izmerjenimi vrednostmi Vcolor, Vblank in Vdark.Za fotodetektor z ojačanjem 105 V temno je -0,068 μV.Mere za vse vzorce lahko nastavite v dopolnilnem gradivu.Za primerjavo so bili vzorci glukoze izmerjeni tudi s spektrofotometrom in izmerjena absorbanca zdravila Acuvette je dosegla mejo zaznavnosti 0,64 µM (vzorec 7), kot je prikazano na sliki 10.
Razmerje med absorbanco in koncentracijo je prikazano na sliki 11. S fotometrom na osnovi MWC je bilo doseženo 125-kratno izboljšanje meje detekcije v primerjavi s spektrofotometrom na osnovi kivete.To izboljšanje je manjše kot pri preizkusu z rdečim črnilom zaradi slabe stabilnosti reagenta GOD-POD.Opazili so tudi nelinearno povečanje absorbance pri nizkih koncentracijah.
Fotometer na osnovi MWC je bil razvit za ultra občutljivo detekcijo tekočih vzorcev.Optična pot se lahko močno poveča in je veliko daljša od fizične dolžine MWC, ker se lahko svetloba, razpršena na valovitih gladkih kovinskih stranskih stenah, zadrži v kapilari ne glede na vpadni kot.Koncentracije tako nizke kot 5,12 nM je mogoče doseči z uporabo običajnih reagentov GOD-POD zahvaljujoč novemu nelinearnemu optičnemu ojačanju ter hitremu preklapljanju vzorcev in zaznavanju glukoze.Ta kompakten in poceni fotometer se bo pogosto uporabljal v znanostih o življenju in spremljanju okolja za analizo sledi.
Kot je prikazano na sliki 1, je fotometer na osnovi MWC sestavljen iz 7 cm dolgega MWC (notranji premer 1,7 mm, zunanji premer 3,18 mm, elektropolirana notranja površina razreda EP, kapilara iz nerjavečega jekla SUS316L), LED z valovno dolžino 505 nm (Thorlabs M505F1) in leč (širjenje žarka približno 6,6 stopinj), fotodetektorja s spremenljivim ojačanjem (T horlabs PDB450C) in dva T-konektorja za optično komunikacijo in vnos/izhod tekočine.T-priključek je narejen tako, da se prozorna kvarčna plošča prilepi na PMMA cev, v katero so tesno vstavljene in prilepljene cevi MWC in Peek (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.).Za preklapljanje vhodnega vzorca se uporablja tripotni ventil, povezan z dovodno cevjo Pike.Fotodetektor lahko prejeto optično moč P pretvori v ojačan napetostni signal N×V (kjer je V/P = 1,0 V/W pri 1550 nm, ojačenje N je mogoče ročno nastaviti v območju 103-107).Za kratkost se kot izhodni signal uporablja V namesto N×V.
Za primerjavo je bil za merjenje absorbance tekočih vzorcev uporabljen tudi komercialni spektrofotometer (Agilent Technologies Cary 300 series with R928 High Efficiency Photomultiplier) z 1,0 cm kivetno celico.
Notranjo površino reza MWC smo pregledali z optičnim površinskim profilerjem (ZYGO New View 5022) z navpično in stransko ločljivostjo 0,1 nm oziroma 0,11 µm.
Vse kemikalije (analitske stopnje, brez nadaljnjega čiščenja) so bile kupljene pri Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Kompleti za testiranje glukoze vključujejo glukozno oksidazo (GOD), peroksidazo (POD), 4-aminoantipirin in fenol itd. Kromogeno raztopino smo pripravili z običajno metodo GOD-POD 37.
Kot je prikazano v tabeli 2, smo pripravili vrsto raztopin glukoze v različnih koncentracijah z uporabo DI H2O kot razredčila z uporabo metode serijskega redčenja (za podrobnosti glejte dodatne materiale).Pripravite obarvane ali slepe vzorce z mešanjem raztopine glukoze ali deionizirane vode s kromogeno raztopino v fiksnem volumskem razmerju 3:1.Vsi vzorci so bili 10 minut pred merjenjem shranjeni pri 37 °C zaščiteni pred svetlobo.Pri metodi GOD-POD se obarvani vzorci obarvajo rdeče z absorpcijskim maksimumom pri 505 nm, absorpcija pa je skoraj sorazmerna s koncentracijo glukoze.
Kot je prikazano v tabeli 1, je bila serija raztopin rdečega črnila (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Kitajska) pripravljena z metodo serijskega redčenja z uporabo DI H2O kot topila.
Kako citirati ta članek: Bai, M. et al.Kompakten fotometer na osnovi kovinskih valovodnih kapilar: za določanje nanomolarnih koncentracij glukoze.znanost.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Povečanje natančnosti analize tekočin in nadzora pH vrednosti z uporabo valovoda s tekočim jedrom. Dress, P. & Franke, H. Povečanje natančnosti analize tekočin in nadzora pH vrednosti z uporabo valovoda s tekočim jedrom.Dress, P. in Franke, H. Izboljšanje natančnosti analize tekočin in nadzora pH z valovodom s tekočim jedrom. 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. in Franke, H. Izboljšanje natančnosti analize tekočin in nadzora pH z uporabo valovodov s tekočim jedrom.Preklopi na znanost.meter.68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Kontinuirano kolorimetrično določanje sledov amonija v morski vodi s kapilarno celico z dolgo potjo tekočega valovoda. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Kontinuirano kolorimetrično določanje sledov amonija v morski vodi s kapilarno celico z dolgo potjo tekočega valovoda.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ in Hansel, DA Neprekinjeno kolorimetrično določanje sledov amonija v morski vodi z uporabo kapilarne celice s tekočim valovodom. 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 in Hansel, DA Neprekinjeno kolorimetrično določanje sledov amonija v morski vodi z uporabo dolgoročnih kapilar za tekoče valovode.Kemija marca.96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Pregled nedavnih aplikacij kapilarne celice s tekočim valovodom v tehnikah analize na podlagi pretoka za izboljšanje občutljivosti spektroskopskih detekcijskih metod. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Pregled nedavnih aplikacij kapilarne celice s tekočim valovodom v tehnikah analize na podlagi pretoka za izboljšanje občutljivosti spektroskopskih detekcijskih metod.Pascoa, RNMJ, Toth, IV in Rangel, AOSS Pregled nedavnih aplikacij kapilarne celice tekočega valovoda v tehnikah analize pretoka za izboljšanje občutljivosti spektroskopskih detekcijskih metod. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS 回顾液体波导毛细管单元在基于流动的分析技术中的最新应用，以提高光谱检测方法的灵敏度。 Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss 回顾 液体 毛细管 单元 在 基于 的 分析 技术 中 的 最新 ， 以 提高 检测方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 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 in Rangel, AOSS Pregled nedavnih aplikacij tekočih valovodnih kapilarnih celic v analitičnih metodah, ki temeljijo na pretoku, za izboljšanje občutljivosti spektroskopskih detekcijskih metod.anus.Chim.Zakon 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Raziskava debeline Ag, AgI filmov v kapilari za votle valovode. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Raziskava debeline Ag, AgI filmov v kapilari za votle valovode.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. in Shen J. Raziskava debeline filmov Ag, AgI v kapilari za votle valovode. 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. in Shen, J. Raziskave o debelini tanke plasti Ag in AgI v zračnem vodu.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. in Shen J. Raziskava debeline tankega filma Ag, AgI v votlih valovodnih kapilarah.Infrardeča fizika.tehnologija 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Določanje nanomolarnih koncentracij fosfata v naravnih vodah z uporabo pretočnega vbrizgavanja s tekočo valovodno kapilarno celico z dolgo potjo in spektrofotometrično detekcijo v trdnem stanju. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Določanje nanomolarnih koncentracij fosfata v naravnih vodah z uporabo pretočnega vbrizgavanja s tekočo valovodno kapilarno celico z dolgo potjo in spektrofotometrično detekcijo v trdnem stanju.Gimbert, LJ, Haygarth, PM in Worsfold, PJ Določanje nanomolarnih koncentracij fosfatov v naravnih vodah z uporabo pretočnega vbrizgavanja s tekočo valovodno kapilarno celico in spektrofotometrično detekcijo v trdnem stanju. 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检测法测定天然水中纳摩尔浓度的磷酸盐。 Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Določanje koncentracije fosfata v naravni vodi z uporabo brizge za tekočino in kapilarne cevi dolgega dosega s tekočim valovodom.Gimbert, LJ, Haygarth, PM in Worsfold, PJ Določanje nanomolarnega fosfata v naravni vodi z uporabo injekcijskega toka in kapilarnega valovoda z dolgo optično potjo in spektrofotometrično detekcijo v trdnem stanju.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearnost in efektivna optična dolžina poti tekočih valovodnih kapilarnih celic. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearnost in efektivna optična dolžina poti tekočih valovodnih kapilarnih celic.Belz M., Dress P., Suhitsky A. in Liu S. Linearnost in efektivna optična dolžina poti v tekočih valovodih v kapilarnih celicah. 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. Linearnost in efektivna dolžina tekoče vode.Belz M., Dress P., Suhitsky A. in Liu S. Linearna in efektivna optična dolžina poti v valovanju tekočine kapilarnih celic.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Luč na koncu tunela: nedavne analitične uporabe valovodov s tekočim jedrom. Dallas, T. & Dasgupta, PK Luč na koncu tunela: nedavne analitične uporabe valovodov s tekočim jedrom.Dallas, T. in Dasgupta, PK Luč na koncu tunela: nedavne analitične aplikacije valovodov s tekočim jedrom. Dallas, T. & Dasgupta, PK Luč na koncu tunela：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Luč na koncu tunela：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. in Dasgupta, PK Luč na koncu tunela: najnovejša analitična uporaba valovodov s tekočim jedrom.TrAC, analiza trendov.Kemični.23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Vsestranska fotometrična zaznavna celica s popolnim notranjim odbojem za analizo toka. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Vsestranska fotometrična zaznavna celica s popolnim notranjim odbojem za analizo toka.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR in McKelvey, ID Univerzalna fotometrična celica s popolnim notranjim odbojem za analizo toka. 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 in McKelvey, ID univerzalna TIR fotometrična celica za analizo toka.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Večrefleksijska fotometrična pretočna celica za uporabo pri analizi vbrizgavanja toka vode v estuariju. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Večrefleksijska fotometrična pretočna celica za uporabo pri analizi vbrizgavanja toka vode v estuariju.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ in McKelvey, ID Večodbojna fotometrična pretočna celica za uporabo pri analizi toka estuarijskih voda. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID 多反射光度流动池，用于河口水域的流动注入分析。 Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ in McKelvey, ID Večodbojna fotometrična pretočna celica za analizo vbrizgavanja toka v vodah estuarija.anus Chim.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Ročni fotometer, ki temelji na detekciji absorpcije valovoda s tekočim jedrom za vzorce v velikosti nanolitrov. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Ročni fotometer, ki temelji na detekciji absorpcije valovoda s tekočim jedrom za vzorce v velikosti nanolitrov.Pan, J.-Z., Yao, B. in Fang, K. Ročni fotometer, ki temelji na detekciji absorpcije valovne dolžine tekočega jedra za vzorce v obsegu nanolitrov. 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. Na podlagi 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. in Fang, K. Ročni fotometer z vzorcem v nanometru, ki temelji na detekciji absorpcije v valovanju tekočega jedra.anus Kemikalija.82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Povečajte občutljivost analize toka vbrizgavanja z uporabo kapilarne pretočne celice z dolgo optično potjo za spektrofotometrično detekcijo.anus.znanost.22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Uporaba tekočega kapilarnega valovoda v absorbančni spektroskopiji (odgovor na komentar Byrne in Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Uporaba tekočega kapilarnega valovoda v absorbančni spektroskopiji (odgovor na komentar Byrne in Kaltenbacher).D'Sa, EJ in Steward, RG Uporaba tekočih kapilarnih valovodov v absorpcijski spektroskopiji (odgovor na komentarje Byrne in 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 Uporaba tekočega 毛绿波波对在absorpcijskega spektra（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ in Steward, RG. Tekoči kapilarni valovod za absorpcijsko spektroskopijo (kot odgovor na pripombe Byrna in Kaltenbacherja).limonol.Oceanograf.46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Optični absorpcijski senzor evanescentnega polja: Vpliv parametrov vlaken in geometrije sonde. Khijwania, SK & Gupta, BD Optični absorpcijski senzor evanescentnega polja: Vpliv parametrov vlaken in geometrije sonde.Hijvania, SK in Gupta, BD Fiber Optic Evanescent Field Absorpcijski senzor: Vpliv parametrov vlaken in geometrije sonde. 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 in Gupta, BDHijvania, SK in Gupta, BD Optični senzorji z absorpcijo evanescentnega polja: vpliv parametrov vlaken in geometrije sonde.Optika in kvantna elektronika 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Kotni izhod votlih, kovinsko obrobljenih, valovodnih Ramanovih senzorjev. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Kotni izhod votlih, kovinsko obrobljenih, valovodnih Ramanovih senzorjev.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. in Woodruff, SD Kotni izhod Ramanovih senzorjev votlih valov s kovinsko oblogo. 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. in Woodruff, SD Kotni izhod Ramanovega senzorja z golim kovinskim valovodom.aplikacija za izbiro 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Pregled votlih valovodov za IR prenos.integracija vlaken.izbrati.19, 211–227 (2000).