Faleminderit që vizituat Nature.com.Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar për CSS.Për përvojën më të mirë, ju rekomandojmë të përdorni një shfletues të përditësuar (ose çaktivizoni modalitetin e përputhshmërisë në Internet Explorer).Ndërkohë, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne do ta bëjmë faqen pa stile dhe JavaScript.
Analiza e gjurmëve të mostrave të lëngshme ka një gamë të gjerë aplikimesh në shkencat e jetës dhe monitorimin e mjedisit.Në këtë punë, ne kemi zhvilluar një fotometër kompakt dhe të lirë të bazuar në kapilarët e valëve metalikë (MCC) për përcaktimin ultrasensitiv të përthithjes.Rruga optike mund të rritet shumë dhe shumë më e gjatë se gjatësia fizike e MWC-së, sepse drita e shpërndarë nga muret anësore metalike të lëmuara të valëzuara mund të përmbahet brenda kapilarit pavarësisht nga këndi i rënies.Përqendrimet deri në 5,12 nM mund të arrihen duke përdorur reagentë të zakonshëm kromogjenë për shkak të amplifikimit të ri optik jo-linear dhe ndërrimit të shpejtë të mostrës dhe zbulimit të glukozës.
Fotometria përdoret gjerësisht për analizën e gjurmëve të mostrave të lëngshme për shkak të bollëkut të reagentëve kromogjenë dhe pajisjeve optoelektronike gjysmëpërçuese1,2,3,4,5.Krahasuar me përcaktimin tradicional të absorbimit të bazuar në kuvetë, kapilarët e valëve të lëngët (LWC) reflektojnë (TIR) ​​duke e mbajtur dritën e sondës brenda kapilarit1,2,3,4,5.Megjithatë, pa përmirësime të mëtejshme, shtegu optik është vetëm afër gjatësisë fizike të LWC3.6 dhe rritja e gjatësisë së LWC përtej 1.0 m do të vuajë nga zbutja e fortë e dritës dhe një rrezik i lartë i flluskave, etj.3, 7. Në lidhje me qelizën e propozuar me shumë reflektime për përmirësimet e rrugës optike, faktori i zbulimit është përmirësuar vetëm me një .2-8.
Aktualisht ekzistojnë dy lloje kryesore të LWC, përkatësisht kapilarët Teflon AF (që kanë një indeks refraktiv prej vetëm ~1.3, që është më i ulët se ai i ujit) dhe kapilarët silicë të veshur me Teflon AF ose filma metalikë1,3,4.Për të arritur TIR në ndërfaqen ndërmjet materialeve dielektrike, kërkohen materiale me indeks të ulët thyerjeje dhe kënde të larta të incidencës së dritës3,6,10.Për sa i përket kapilarëve Teflon AF, Teflon AF është i frymëmarrjes për shkak të strukturës së tij poroze3,11 dhe mund të thithë sasi të vogla të substancave në mostrat e ujit.Për kapilarët e kuarcit të veshura nga jashtë me Teflon AF ose metal, indeksi i thyerjes së kuarcit (1.45) është më i lartë se shumica e mostrave të lëngëta (p.sh. 1.33 për ujin)3,6,12,13.Për kapilarët e veshur me një shtresë metalike brenda, janë studiuar vetitë e transportit14,15,16,17,18, por procesi i veshjes është i ndërlikuar, sipërfaqja e filmit metalik ka një strukturë të ashpër dhe poroze4,19.
Përveç kësaj, LWC-të komerciale (AF Teflon Coated Capillaries dhe AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) kanë disa disavantazhe të tjera, si p.sh.: për defekte..Vëllimi i madh i vdekur i lidhësit TIR3,10, (2) (për të lidhur kapilarët, fibrat dhe tubat hyrëse/dalëse) mund të bllokojë flluska ajri10.
Në të njëjtën kohë, përcaktimi i niveleve të glukozës ka një rëndësi të madhe për diagnostikimin e diabetit, cirrozës së mëlçisë dhe sëmundjeve mendore20.dhe shumë metoda zbulimi si fotometria (përfshirë spektrofotometrinë 21, 22, 23, 24, 25 dhe kolorimetrinë në letër 26, 27, 28), galvanometria 29, 30, 31, fluorometria 32, 33, 35, 34, 34, 34, 34, 34, 35, 34, 34, 34, 34, 34, 34, 34, 34, 35, 34, 34, 34.37, zgavra Fabry-Pero 38, elektrokimia 39 dhe elektroforeza kapilare 40,41 e kështu me radhë.Megjithatë, shumica e këtyre metodave kërkojnë pajisje të shtrenjta dhe zbulimi i glukozës në disa përqendrime nanomolare mbetet një sfidë (për shembull, për matjet fotometrike21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, përqendrimi më i ulët i glukozës).kufizimi ishte vetëm 30 nM kur nanogrimcat blu prusiane u përdorën si imitues të peroksidazës).Analizat nanomolare të glukozës shpesh kërkohen për studime qelizore të nivelit molekular, si frenimi i rritjes së kancerit të prostatës njerëzore42 dhe sjellja e fiksimit të CO2 të Prochlorococcus në oqean.
Në këtë artikull, një fotometër kompakt dhe i lirë i bazuar në një kapilar metalik të valëve (MWC), një kapilar çeliku inox SUS316L me një sipërfaqe të brendshme të elektropolizuar, u zhvillua për përcaktimin e absorbimit ultrasensitive.Meqenëse drita mund të bllokohet brenda kapilarëve metalikë pavarësisht nga këndi i incidencës, rruga optike mund të rritet shumë nga shpërndarja e dritës në sipërfaqe metalike të valëzuara dhe të lëmuara dhe është shumë më e gjatë se gjatësia fizike e MWC.Për më tepër, një lidhës i thjeshtë T u projektua për lidhjen optike dhe hyrjen/daljen e lëngut për të minimizuar vëllimin e vdekur dhe për të shmangur bllokimin e flluskave.Për fotometrin MWC 7 cm, kufiri i zbulimit është përmirësuar me rreth 3000 herë në krahasim me spektrofotometrin komercial me kuvetë 1 cm për shkak të përmirësimit të ri të rrugës optike jolineare dhe ndërrimit të shpejtë të mostrës, si dhe mund të arrihet edhe përqendrimi i zbulimit të glukozës.vetëm 5.12 nM duke përdorur reagentë të zakonshëm kromogjenë.
Siç tregohet në Figurën 1, fotometri i bazuar në MWC përbëhet nga një MWC 7 cm e gjatë me një sipërfaqe të brendshme të elektropolizuar të klasës EP, një LED 505 nm me një lente, një fotodetektor fitimi të rregullueshëm dhe dy për bashkim optik dhe hyrje të lëngjeve.Dilni.Një valvul me tre drejtime e lidhur me tubin e hyrjes Pike përdoret për të ndërruar mostrën hyrëse.Tubi Peek përshtatet mirë me pllakën e kuarcit dhe MWC, kështu që vëllimi i vdekur në lidhësin T mbahet në minimum, duke parandaluar në mënyrë efektive bllokimin e flluskave të ajrit.Për më tepër, trau i ngjitur mund të futet lehtësisht dhe me efikasitet në MWC përmes pllakës së kuarcit me T-copë.
Rrezja dhe mostra e lëngshme futen në MCC përmes një T-cope, dhe rrezja që kalon nëpër MCC merret nga një fotodetektor.Zgjidhjet hyrëse të mostrave të njollosura ose të zbrazëta u futën në mënyrë alternative në ICC përmes një valvule me tre drejtime.Sipas ligjit të Birrës, dendësia optike e një kampioni me ngjyrë mund të llogaritet nga ekuacioni.1.10
ku Vcolor dhe Vblank janë sinjalet dalëse të fotodetektorit kur mostrat me ngjyra dhe bosh futen në MCC, përkatësisht, dhe Vdark është sinjali i sfondit të fotodetektorit kur LED është i fikur.Ndryshimi në sinjalin e daljes ΔV = Vcolor–Vblank mund të matet duke ndërruar mostrat.Sipas ekuacionit.Siç tregohet në Figurën 1, nëse ΔV është shumë më i vogël se Vblank–Vdark, kur përdoret një skemë e kalimit të mostrave, ndryshimet e vogla në Vblank (p.sh. drift) mund të kenë pak efekt në vlerën AMWC.
Për të krahasuar performancën e fotometrit të bazuar në MWC me spektrofotometrin e bazuar në kuvetë, një solucion boje e kuqe u përdor si mostër e ngjyrës për shkak të qëndrueshmërisë së shkëlqyer të ngjyrave dhe linearitetit të mirë të përqendrimit-përthithjes, DI H2O si një kampion bosh..Siç tregohet në tabelën 1, një seri solucionesh të bojës së kuqe u përgatitën me metodën e hollimit serik duke përdorur DI H2O si tretës.Përqendrimi relativ i kampionit 1 (S1), bojë e kuqe origjinale e paholluar, u përcaktua si 1.0.Në fig.Figura 2 tregon fotografi optike të 11 mostrave të bojës së kuqe (S4 deri në S14) me përqendrime relative (të renditura në tabelën 1) që variojnë nga 8,0 × 10–3 (majtas) në 8,2 × 10–10 (djathtas).
Rezultatet e matjes për mostrën 6 janë paraqitur në Fig.3 (a).Pikat e kalimit midis mostrave të njollosura dhe atyre të zbrazëta janë shënuar në figurë me shigjeta të dyfishta "↔".Mund të shihet se voltazhi i daljes rritet me shpejtësi kur kaloni nga mostrat me ngjyra në mostrat bosh dhe anasjelltas.Vcolor, Vblank dhe ΔV përkatëse mund të merren siç tregohet në figurë.
(a) Rezultatet e matjes për kampionin 6, (b) kampionin 9, (c) kampionin 13 dhe (d) kampionin 14 duke përdorur një fotometër të bazuar në MWC.
Rezultatet e matjeve për mostrat 9, 13 dhe 14 janë paraqitur në Fig.3 (b) - (d), respektivisht.Siç tregohet në Figurën 3(d), ΔV e matur është vetëm 5 nV, që është pothuajse 3 herë vlera e zhurmës (2 nV).Një ΔV e vogël është e vështirë të dallohet nga zhurma.Kështu, kufiri i zbulimit arriti një përqendrim relativ prej 8.2×10-10 (kampioni 14).Me ndihmën e ekuacioneve.1. Absorbimi i AMWC mund të llogaritet nga vlerat e matura Vcolor, Vblank dhe Vdark.Për një fotodetektor me një fitim prej 104 Vdark është -0.68 μV.Rezultatet e matjeve për të gjitha mostrat janë përmbledhur në tabelën 1 dhe mund të gjenden në materialin plotësues.Siç tregohet në tabelën 1, absorbimi i gjetur në përqendrime të larta ngopet, kështu që absorbimi mbi 3.7 nuk mund të matet me spektrometrat e bazuar në MWC.
Për krahasim, një kampion boje e kuqe u mat gjithashtu me një spektrofotometër dhe thithja e matur e Acuvette tregohet në Figurën 4. Vlerat e Acuvette në 505 nm (siç tregohet në Tabelën 1) u morën duke iu referuar kthesave të mostrave 10, 11 ose 12 (siç tregohet në hyrje).në Fig. 4) si bazë.Siç tregohet, kufiri i zbulimit arriti një përqendrim relativ prej 2.56 x 10-6 (kampioni 9) sepse kurbat e përthithjes së mostrave 10, 11 dhe 12 ishin të padallueshme nga njëra-tjetra.Kështu, kur përdorni fotometrin me bazë MWC, kufiri i zbulimit u përmirësua me një faktor prej 3125 krahasuar me spektrofotometrin e bazuar në kuvetë.
Absorbimi-përqendrimi i varësisë është paraqitur në Fig.5.Për matjet e kuvetës, përthithja është proporcionale me përqendrimin e bojës në një gjatësi shtegu prej 1 cm.Ndërsa, për matjet e bazuara në MWC, një rritje jolineare e absorbimit është vërejtur në përqendrime të ulëta.Sipas ligjit të Birrës, absorbimi është proporcional me gjatësinë e shtegut optik, kështu që fitimi i përthithjes AEF (i përcaktuar si AEF = AMWC/Acuvette me të njëjtin përqendrim të bojës) është raporti i MWC me gjatësinë e shtegut optik të kuvetës.Siç tregohet në figurën 5, në përqendrime të larta, konstantja AEF është rreth 7.0, që është e arsyeshme pasi gjatësia e MWC është saktësisht 7 herë më e madhe se gjatësia e një kuvete 1 cm. Megjithatë, në përqëndrime të ulëta (përqendrimi i lidhur <1,28 × 10-5 ), AEF rritet me uljen e përqendrimit dhe do të arrinte një vlerë prej 803 në përqendrimin përkatës prej 8,2 × 10-10 duke ekstrapoluar kurbën e matjes së bazuar në kuvetë. Megjithatë, në përqëndrime të ulëta (përqendrimi i lidhur <1,28 × 10-5 ), AEF rritet me uljen e përqendrimit dhe do të arrinte një vlerë prej 803 në përqendrimin përkatës prej 8,2 × 10-10 duke ekstrapoluar kurbën e matjes së bazuar në kuvetë. Nga koncentratet e vogla (përqëndrimi i koncentrimit <1,28 × 10–5) AEF zvogëlon koncentrimet dhe mund të përcaktojë rëndësinë 803 nga koncentrimi i jashtëm 8,2 × 10-10 . Megjithatë, në përqendrime të ulëta (përqendrimi relativ <1,28 × 10-5), AEF rritet me uljen e përqendrimit dhe mund të arrijë një vlerë prej 803 në një përqendrim relativ prej 8,2 × 10-10 kur ekstrapolohet nga një kurbë matjeje e bazuar në kuvetë.然而，在低浓度（相关浓度<1,28 × 10-5 ）下，AEF 随着浓度的降低而增加）比色皿的测量曲线，在相关浓度为8.2 × 10-10 时将达到803 的值。然而 ， 在 低 浓度 （相关 浓度 <1,28 × 10-5） ， ， AEF 随着 的 降低 而 Ｘ于 比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8,2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 8 。 3 Nga koncentratet e vogla (koncentrimet relevantnыe < 1,28 × 10-5) AЭP zvogëlon koncentratet, dhe për shkak të ekstrapolimit të rasteve të veçanta në ato 1,28 × 10 × 1. . Megjithatë, në përqëndrime të ulëta (përqendrimet përkatëse < 1,28 × 10-5) AED rritet me uljen e përqendrimit dhe kur ekstrapolohet nga një kurbë matjeje e bazuar në kuvetë, arrin një vlerë përqendrimi relative prej 8,2 × 10-10 803 .Kjo rezulton në një shteg optik përkatës prej 803 cm (AEF × 1 cm), që është shumë më e gjatë se gjatësia fizike e MWC, dhe madje më e gjatë se LWC më e gjatë e disponueshme në treg (500 cm nga World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC ka një gjatësi prej 200 cm).Kjo rritje jolineare e përthithjes në LWC nuk është raportuar më parë.
Në fig.6(a)-(c) tregojnë një imazh optik, një imazh të mikroskopit dhe një imazh profili optik të sipërfaqes së brendshme të seksionit MWC, përkatësisht.Siç tregohet në fig.6(a), sipërfaqja e brendshme është e lëmuar dhe me shkëlqim, mund të reflektojë dritën e dukshme dhe është shumë reflektuese.Siç tregohet në fig.6(b), për shkak të deformueshmërisë dhe natyrës kristalore të metalit, meza të vogla dhe parregullsi shfaqen në sipërfaqen e lëmuar. Duke pasur parasysh sipërfaqen e vogël (<5 μm×5 μm), vrazhdësia e shumicës së sipërfaqes është më e vogël se 1.2 nm (Fig. 6(c)). Duke pasur parasysh një zonë të vogël (<5 μm×5 μm), vrazhdësia e pjesës më të madhe të sipërfaqes është më e vogël se 1.2 nm (Fig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности е 1,2 nm (ris. 6(v)). Për shkak të zonës së vogël (<5 µm×5 µm), vrazhdësia e pjesës më të madhe të sipërfaqes është më pak se 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 mkm × 5 mkm), шероховатость большинства поверхностей составляет менее 1,2 nm (ris. 6(v)). Duke marrë parasysh sipërfaqen e vogël (<5 µm × 5 µm), vrazhdësia e shumicës së sipërfaqeve është më pak se 1.2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Imazhi optik, (b) imazhi i mikroskopit dhe (c) imazhi optik i sipërfaqes së brendshme të prerjes MWC.
Siç tregohet në fig.7(a), shtegu optik LOP në kapilar përcaktohet nga këndi i incidencës θ (LOP = LC/sinθ, ku LC është gjatësia fizike e kapilarit).Për kapilarët Teflon AF të mbushura me DI H2O, këndi i incidencës duhet të jetë më i madh se këndi kritik prej 77,8°, kështu që LOP është më i vogël se 1,02 × LC pa përmirësim të mëtejshëm3.6.Ndërsa, me MWC, mbyllja e dritës brenda kapilarit është e pavarur nga indeksi i thyerjes ose këndi i incidencës, kështu që me uljen e këndit të rënies, rruga e dritës mund të jetë shumë më e gjatë se gjatësia e kapilarit (LOP »LC).Siç tregohet në fig.7 (b), sipërfaqja metalike e valëzuar mund të nxisë shpërndarjen e dritës, e cila mund të rrisë shumë rrugën optike.
Prandaj, ekzistojnë dy shtigje drite për MWC: drita e drejtpërdrejtë pa reflektim (LOP = LC) dhe drita e dhëmbit sharrë me reflektime të shumta midis mureve anësore (LOP »LC).Sipas ligjit të Birrës, intensiteti i dritës direkte dhe zigzag të transmetuar mund të shprehet përkatësisht si PS×exp(-α×LC) dhe PZ×exp(-α×LOP), ku konstanta α është koeficienti i përthithjes, i cili varet tërësisht nga përqendrimi i bojës.
Për bojën me përqendrim të lartë (p.sh., përqendrimi përkatës >1,28 × 10-5), drita zigzag është shumë e zbutur dhe intensiteti i saj është shumë më i ulët se ai i dritës së drejtë, për shkak të koeficientit të madh të përthithjes dhe shtegut optik shumë më të gjatë. Për bojën me përqendrim të lartë (p.sh., përqendrimi përkatës >1,28 × 10-5), drita zigzag është shumë e zbutur dhe intensiteti i saj është shumë më i ulët se ai i dritës së drejtpërdrejtë, për shkak të koeficientit të madh të absorbimit dhe shtegut optik shumë më të gjatë. Для чернил со высокой концентрацией (p.sh., относительная концентрация >1,28 × 10-5) bota zigzagoformnыy silьno përtuhaet, një intensivitet i tillë i madh, nëse është shumë i madh, до более длинного оптического излучения. Për bojën me përqendrim të lartë (p.sh. përqendrimi relativ >1,28×10-5), drita zigzag zbutet fort dhe intensiteti i saj është shumë më i ulët se ai i dritës direkte për shkak të koeficientit të madh të përthithjes dhe emetimit optik shumë më të gjatë.udhë.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，其强彦人由于吸收系数大，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 衰减 很 衰减 很 大光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 鿿Для чернил со высокой концентрацией (për shembull, koncentrimet relevantnыe >1,28×10-5) zigzagoformnый свет значительно глобляется, dhe është ego intensivnosti i keq i madh, nëse është e mirë dhe shumë e madhe. длительного оптического времени. Për bojërat me përqendrim të lartë (p.sh. përqendrimet përkatëse >1,28×10-5), drita zigzag zbutet ndjeshëm dhe intensiteti i saj është shumë më i ulët se ai i dritës direkte për shkak të koeficientit të madh të përthithjes dhe kohës më të gjatë optike.rrugë e vogël.Kështu, drita e drejtpërdrejtë dominoi përcaktimin e absorbimit (LOP=LC) dhe AEF u mbajt konstant në ~ 7.0. Në të kundërt, kur koeficienti i përthithjes zvogëlohet me uljen e përqendrimit të bojës (p.sh., përqendrimi përkatës <1,28 × 10-5), intensiteti i dritës zigzag rritet më shpejt se ai i dritës së drejtë dhe më pas drita zigzag fillon të luajë një rol më të rëndësishëm. Në të kundërt, kur koeficienti i përthithjes zvogëlohet me uljen e përqendrimit të bojës (p.sh., përqendrimi përkatës <1,28 × 10-5), intensiteti i dritës zigzag rritet më shpejt se ai i dritës së drejtë dhe më pas drita zigzag fillon të luajë një rol më të rëndësishëm. Përndryshe, nëse koeficient pogloщeniя umenьshaetsya me zvogëlimin e koncentrimit çernil (p.sh., относительная концентрация <1,28 × 10-5), intensivnosti зигзагообразного света уменьшеним уменься, умре, ть зигзагообразный свет. Përkundrazi, kur koeficienti i përthithjes zvogëlohet me uljen e përqendrimit të bojës (për shembull, përqendrimi relativ <1,28×10-5), intensiteti i dritës zigzag rritet më shpejt se ai i dritës direkte dhe më pas drita zigzag fillon të luajë.rol më të rëndësishëm.相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相关浓度相关浓度相关浓度相关浓度相关浓度的， 10-度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一个更重要的角色。相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相关 溛 相关 ， 相关 溵 2-8 × 1. ） ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 作用 一 个 金更 更 更 更 更 HI的角色. dhe zgjidhja, nëse koefficienti pogloщeniya zvogëlohet me zvogëlimin e koncentrateve çernil (për shembull, zgjidhja e koncentrimit < 1,28×10-5), intensiviteti зигзагообразный свет начинает играть более важную роль. Në të kundërt, kur koeficienti i përthithjes zvogëlohet me uljen e përqendrimit të bojës (për shembull, përqendrimi përkatës < 1,28×10-5), intensiteti i dritës zigzag rritet më shpejt se drita direkte, dhe më pas drita zigzag fillon të luajë një rol më të rëndësishëm.personazh roli.Prandaj, për shkak të shtegut optik të sharrës (LOP » LC), AEF mund të rritet shumë më tepër se 7.0.Karakteristikat e sakta të transmetimit të dritës të MWC mund të merren duke përdorur teorinë e modalitetit të valëve.
Përveç përmirësimit të rrugës optike, ndërrimi i shpejtë i mostrës kontribuon gjithashtu në kufijtë e zbulimit jashtëzakonisht të ulët.Për shkak të vëllimit të vogël të MCC (0,16 ml), koha e nevojshme për ndërrimin dhe ndryshimin e solucioneve në MCC mund të jetë më pak se 20 sekonda.Siç tregohet në Figurën 5, vlera minimale e dallueshme e AMWC (2,5 × 10–4) është 4 herë më e ulët se ajo e Acuvette (1,0 × 10–3).Ndërrimi i shpejtë i tretësirës rrjedhëse në kapilar zvogëlon efektin e zhurmës së sistemit (p.sh. drift) në saktësinë e diferencës së absorbimit në krahasim me tretësirën e mbajtjes në kuvetë.Për shembull, siç tregohet në fig.3(b)-(d), ΔV mund të dallohet lehtësisht nga një sinjal drift për shkak të kalimit të shpejtë të mostrës në kapilarin me volum të vogël.
Siç tregohet në tabelën 2, një sërë solucionesh glukoze në përqendrime të ndryshme u përgatitën duke përdorur DI H2O si tretës.Mostrat e ngjyrosura ose të zbrazëta u përgatitën duke përzier tretësirën e glukozës ose ujin e deionizuar me solucione kromogjene të oksidazës së glukozës (GOD) dhe peroksidazës (POD) 37 në një raport vëllimi fiks përkatësisht 3:1.Në fig.8 tregon fotografi optike të nëntë mostrave të ngjyrosura (S2-S10) me përqendrime të glukozës që variojnë nga 2.0 mM (majtas) në 5.12 nM (djathtas).Skuqja zvogëlohet me uljen e përqendrimit të glukozës.
Rezultatet e matjeve të mostrave 4, 9 dhe 10 me një fotometër të bazuar në MWC janë paraqitur në Fig.9(a)-(c), respektivisht.Siç tregohet në fig.9(c), ΔV e matur bëhet më pak e qëndrueshme dhe ngadalë rritet gjatë matjes pasi ngjyra e vetë reagentit GOD-POD (edhe pa shtuar glukozë) ndryshon ngadalë në dritë.Kështu, matjet e njëpasnjëshme ΔV nuk mund të përsëriten për mostrat me një përqendrim të glukozës më të vogël se 5.12 nM (kampioni 10), sepse kur ΔV është mjaft i vogël, paqëndrueshmëria e reagentit GOD-POD nuk mund të neglizhohet më.Prandaj, kufiri i zbulimit për tretësirën e glukozës është 5,12 nM, megjithëse vlera përkatëse ΔV (0,52 μV) është shumë më e madhe se vlera e zhurmës (0,03 μV), gjë që tregon se një ΔV e vogël ende mund të zbulohet.Ky kufi zbulimi mund të përmirësohet më tej duke përdorur reagentë kromogjenë më të qëndrueshëm.
(a) Rezultatet e matjes për kampionin 4, (b) kampionin 9 dhe (c) kampionin 10 duke përdorur një fotometër të bazuar në MWC.
Absorbimi i AMWC mund të llogaritet duke përdorur vlerat e matura Vcolor, Vblank dhe Vdark.Për një fotodetektor me një fitim prej 105 Vdark është -0.068 μV.Matjet për të gjitha mostrat mund të vendosen në materialin plotësues.Për krahasim, mostrat e glukozës u matën gjithashtu me një spektrofotometër dhe absorbimi i matur i Acuvette arriti një kufi zbulimi prej 0.64 μM (kampioni 7) siç tregohet në Figurën 10.
Marrëdhënia midis absorbimit dhe përqendrimit është paraqitur në Figurën 11. Me fotometrin e bazuar në MWC, u arrit një përmirësim 125-fish në kufirin e zbulimit krahasuar me spektrofotometrin e bazuar në kuvetë.Ky përmirësim është më i ulët se analiza e bojës së kuqe për shkak të qëndrueshmërisë së dobët të reagentit GOD-POD.U vu re gjithashtu një rritje jolineare e absorbimit në përqendrime të ulëta.
Fotometri i bazuar në MWC është zhvilluar për zbulimin ultra të ndjeshëm të mostrave të lëngshme.Rruga optike mund të rritet shumë dhe shumë më e gjatë se gjatësia fizike e MWC-së, sepse drita e shpërndarë nga muret anësore metalike të lëmuara të valëzuara mund të përmbahet brenda kapilarit pavarësisht nga këndi i rënies.Përqendrimet deri në 5,12 nM mund të arrihen duke përdorur reagentët konvencionalë GOD-POD falë amplifikimit të ri optik jo-linear dhe ndërrimit të shpejtë të mostrës dhe zbulimit të glukozës.Ky fotometër kompakt dhe i lirë do të përdoret gjerësisht në shkencat e jetës dhe monitorimin e mjedisit për analizën e gjurmëve.
Siç tregohet në Figurën 1, fotometri i bazuar në MWC përbëhet nga një MWC 7 cm e gjatë (diametri i brendshëm 1.7 mm, diametri i jashtëm 3.18 mm, sipërfaqja e brendshme e elektropolizuar e klasës EP, kapilar çeliku inox SUS316L), një LED me gjatësi vale 505 nm (Thorlabs me përhapje të shkallës së ndryshueshme të Thorlabs (M505F). Thorlabs PDB450C) dhe dy lidhës T për komunikim optik dhe hyrje/dalje të lëngjeve.Lidhësi T është bërë duke lidhur një pllakë transparente kuarci në një tub PMMA, në të cilin tubat MWC dhe Peek (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.) janë futur fort dhe janë ngjitur.Një valvul me tre drejtime e lidhur me tubin e hyrjes Pike përdoret për të ndërruar mostrën hyrëse.Fotodetektori mund të konvertojë fuqinë optike të marrë P në një sinjal të tensionit të përforcuar N×V (ku V/P = 1.0 V/W në 1550 nm, fitimi N mund të rregullohet manualisht në intervalin 103-107).Për shkurtësi, V përdoret në vend të N×V si sinjali i daljes.
Në krahasim, një spektrofotometër komercial (seria Agilent Technologies Cary 300 me Photomultiplier me efikasitet të lartë R928) me një qelizë kuvete 1,0 cm u përdor gjithashtu për të matur absorbimin e mostrave të lëngshme.
Sipërfaqja e brendshme e prerjes MWC u ekzaminua duke përdorur një profil të sipërfaqes optike (ZYGO New View 5022) me një rezolucion vertikal dhe anësor prej 0,1 nm dhe 0,11 µm, respektivisht.
Të gjitha kimikatet (klasa analitike, pa pastrim të mëtejshëm) u blenë nga Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Kompletet e testimit të glukozës përfshijnë oksidazën e glukozës (GOD), peroksidazën (POD), 4-aminoantipirinën dhe fenolin, etj. Zgjidhja kromogjenike u përgatit me metodën e zakonshme GOD-POD37.
Siç tregohet në Tabelën 2, një sërë solucionesh glukoze në përqendrime të ndryshme u përgatitën duke përdorur DI H2O si një hollues duke përdorur një metodë hollimi serik (shih Materialet Suplementare për detaje).Përgatitni mostrat e ngjyrosura ose të zbrazëta duke përzier tretësirën e glukozës ose ujin e dejonizuar me tretësirën kromogjenike në një raport vëllimi fiks përkatësisht 3:1.Të gjitha mostrat u ruajtën në 37°C të mbrojtura nga drita për 10 minuta para matjes.Në metodën GOD-POD, mostrat e ngjyrosura marrin ngjyrë të kuqe me një maksimum përthithjeje në 505 nm, dhe përthithja është pothuajse proporcionale me përqendrimin e glukozës.
Siç tregohet në tabelën 1, një seri solucionesh të bojës së kuqe (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Kinë) u përgatitën me metodën e hollimit serik duke përdorur DI H2O si tretës.
Si të citojmë këtë artikull: Bai, M. et al.Fotometër kompakt i bazuar në kapilarët e valëve metalikë: për përcaktimin e përqendrimeve nanomolare të glukozës.shkenca.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Rritja e saktësisë së analizës së lëngjeve dhe kontrollit të vlerës së pH duke përdorur një valëdhënës me bërthamë të lëngshme. Dress, P. & Franke, H. Rritja e saktësisë së analizës së lëngjeve dhe kontrollit të vlerës së pH duke përdorur një valëdhënës me bërthamë të lëngshme.Dress, P. and Franke, H. Përmirësimi i saktësisë së analizës së lëngjeve dhe kontrollit të pH-së me një përcjellës valësh me bërthamë të lëngshme. 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. dhe Franke, H. Përmirësimi i saktësisë së analizës së lëngjeve dhe kontrollit të pH duke përdorur valë-valorë me bërthamë të lëngshme.Kaloni në shkencë.metër.68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Përcaktimi i vazhdueshëm kolorimetrik i gjurmës së amoniumit në ujin e detit me një qelizë kapilar të valëve të lëngët me rrugë të gjatë. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Përcaktimi i vazhdueshëm kolorimetrik i gjurmës së amoniumit në ujin e detit me një qelizë kapilar të lëngët përcjellës valësh me rrugë të gjatë.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ dhe Hansel, DA Përcaktimi i vazhdueshëm kolorimetrik i sasive të gjurmëve të amoniumit në ujin e detit duke përdorur një qelizë kapilare me një përcjellës valësh të lëngët. 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 dhe Hansel, DA Përcaktimi i vazhdueshëm kolorimetrik i sasive të gjurmës së amoniumit në ujin e detit duke përdorur kapilarët e valëve të lëngët me rreze të gjatë.Kimi në mars.96, 73-85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Rishikim mbi aplikimet e fundit të qelizës kapilare të valëve të lëngët në teknikat e analizës së bazuar në rrjedhën për të rritur ndjeshmërinë e metodave të zbulimit spektroskopik. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Rishikim mbi aplikimet e fundit të qelizës kapilare të valëve të lëngët në teknikat e analizës së bazuar në rrjedhën për të rritur ndjeshmërinë e metodave të zbulimit spektroskopik.Pascoa, RNMJ, Toth, IV dhe Rangel, AOSS Një përmbledhje e aplikimeve të fundit të qelizës kapilare të valëve të lëngët në teknikat e analizës së rrjedhës për të përmirësuar ndjeshmërinë e metodave të zbulimit spektroskopik. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS.谱检测方法的灵敏度. Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss.方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏敏度 灵敏度 灵敏度敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵恺度 灵敏度 灵敏度度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV dhe Rangel, AOSS Një përmbledhje e aplikimeve të fundit të qelizave kapilare të valëve të lëngëta në metodat analitike të bazuara në rrjedhën për të rritur ndjeshmërinë e metodave të zbulimit spektroskopik.anusit.Chim.Akti 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Hetimi i trashësisë së filmave Ag, AgI në kapilar për valëvirës të zbrazët. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Hetimi i trashësisë së filmave Ag, AgI në kapilar për valëvirës të zbrazët.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. dhe Shen J. Hetimi i trashësisë së filmave Ag, AgI në kapilar për valët e zbrazët. 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. Hulumtime mbi trashësinë e shtresës së hollë të Ag dhe AgI në kanalin e ajrit.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. dhe Shen J. Hetimi i trashësisë së filmit të hollë Ag, AgI në kapilarët e uritur të valëve.Fizika infra të kuqe.teknologjia 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Përcaktimi i përqendrimeve nanomolare të fosfatit në ujërat natyrore duke përdorur injektimin e rrjedhës me një qelizë kapilar të valëve të lëngët me gjatësi të gjatë dhe zbulim spektrofotometrik në gjendje të ngurtë. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Përcaktimi i përqendrimeve nanomolare të fosfatit në ujërat natyrore duke përdorur injektimin e rrjedhës me një qelizë kapilar të valëve të lëngët me gjatësi të gjatë dhe zbulim spektrofotometrik në gjendje të ngurtë.Gimbert, LJ, Haygarth, PM dhe Worsfold, PJ Përcaktimi i përqendrimeve të fosfatit nanomolar në ujërat natyrore duke përdorur injektimin e rrjedhës me një qelizë kapilare të valëve të lëngët dhe zbulimin spektrofotometrik në gjendje të ngurtë. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ, PJ纳摩尔浓度的磷酸盐。 Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Përcaktimi i përqendrimit të fosfatit në ujin natyror duke përdorur një shiringë të lëngshme dhe tub kapilar të valëve të lëngët me rreze të gjatë.Gimbert, LJ, Haygarth, PM dhe Worsfold, PJ Përcaktimi i fosfatit nanomolar në ujë natyral duke përdorur rrjedhën e injektimit dhe kapilar me rrugë të gjatë optike dhe zbulim spektrofotometrik në gjendje të ngurtë.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteti dhe gjatësia efektive optike e qelizave kapilare të valëve të lëngëta. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteti dhe gjatësia efektive optike e qelizave kapilare të valëve të lëngëta.Belz M., Dress P., Suhitsky A. dhe Liu S. Lineariteti dhe gjatësia e rrugës optike efektive në valëzuesit e lëngshëm në qelizat kapilare. 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. Lineariteti dhe gjatësia efektive e ujit të lëngshëm.Belz M., Dress P., Suhitsky A. dhe Liu S. Gjatësia lineare dhe efektive e rrugës optike në valën e lëngshme të qelizave kapilare.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Drita në fund të tunelit: aplikimet e fundit analitike të valëve me bërthama të lëngshme. Dallas, T. & Dasgupta, PK Drita në fund të tunelit: aplikimet e fundit analitike të valëve me bërthama të lëngshme.Dallas, T. dhe Dasgupta, PK Drita në fund të tunelit: aplikimet e fundit analitike të valëve me bërthama të lëngshme. Dallas, T. & Dasgupta, PK Drita në fund të tunelit:液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Drita në fund të tunelit:液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. dhe Dasgupta, PK Drita në fund të tunelit: aplikimi më i fundit analitik i valëve me bërthama të lëngshme.TRAC, analiza e trendit.Kimike.23, 385-392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Një qelizë e gjithanshme e zbulimit fotometrik të reflektimit të brendshëm total për analizën e rrjedhës. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Një qelizë e gjithanshme e zbulimit fotometrik të reflektimit të brendshëm total për analizën e rrjedhës.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR dhe McKelvey, ID Qelizë universale e reflektimit të brendshëm fotometrik për analizën e rrjedhës. 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 dhe McKelvey, ID Universal TIR qelizë fotometrike për analizën e rrjedhës.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Qelizë e rrjedhës fotometrike me shumë reflektim për përdorim në analizën e injektimit të rrjedhës së ujërave të grykëderdhjes. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Qelizë e rrjedhës fotometrike me shumë reflektim për përdorim në analizën e injektimit të rrjedhës së ujërave të grykëderdhjes.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ dhe McKelvey, ID Një qelizë e rrjedhës fotometrike me shumë reflektim për përdorim në analizën e rrjedhës së ujërave të grykëderdhjes. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID 多反射光度流动池，用于河口水域的流动注入分 Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ dhe McKelvey, ID Një qelizë e rrjedhës fotometrike me shumë reflektim për analizën e injektimit të rrjedhës në ujërat e grykëderdhjes.anus Chim.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Fotometër me dorë i bazuar në zbulimin e absorbimit të valëve me bërthamë të lëngshme për mostrat në shkallë nanolitri. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Fotometër me dorë i bazuar në zbulimin e absorbimit të valëve me bërthamë të lëngshme për mostrat në shkallë nanolitri.Pan, J.-Z., Yao, B. dhe Fang, K. Një fotometër me dorë i bazuar në zbulimin e thithjes së gjatësisë valore të bërthamës së lëngshme për mostrat në shkallë nanolitri. 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. Bazuar në 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. dhe Fang, K. Një fotometër i mbajtur me dorë me një mostër në shkallë nano bazuar në zbulimin e përthithjes në një valë bërthamore të lëngshme.anus Kimike.82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Rritja e ndjeshmërisë së analizës së rrjedhës së injektimit duke përdorur një qelizë rrjedhëse kapilar me një rrugë të gjatë optike për zbulimin spektrofotometrik.anusit.shkenca.22, 57-60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Aplikimi i valëve kapilar të lëngshëm në spektroskopinë e absorbimit (Përgjigju komentit nga Byrne dhe Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Aplikimi i valëve kapilar të lëngshëm në spektroskopinë e absorbimit (Përgjigju komentit nga Byrne dhe Kaltenbacher).D'Sa, EJ dhe Steward, RG Aplikimet e valëve të lëngëta kapilar në spektroskopinë e përthithjes (Përgjigju komenteve nga Byrne dhe 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 Aplikimi i spektrit të përthithjes 毛绿波波对在（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ dhe Steward, përcjellës valësh kapilar RG Liquid për spektroskopinë e përthithjes (në përgjigje të komenteve të Byrne dhe Kaltenbacher).limonol.Oqeanografi.46, 742-745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Sensori i thithjes së fushës zhdukëse të fibrave optike: Efekti i parametrave të fibrës dhe gjeometria e sondës. Khijwania, SK & Gupta, BD Sensori i thithjes së fushës zhdukëse të fibrave optike: Efekti i parametrave të fibrës dhe gjeometria e sondës.Hijvania, SK dhe Gupta, Sensori i përthithjes së Fushës Evanescent të Fibrave Optike BD: Ndikimi i parametrave të fibrave dhe gjeometria e sondës. 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 dhe Gupta, BD Sensorët e fibrave optike të thithjes së fushës Evanescent: ndikimi i parametrave të fibrave dhe gjeometria e sondës.Optics and Quantum Electronics 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Dalja këndore e sensorëve Raman të zbrazët, me rreshtim metalik, përcjellës valësh. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Dalja këndore e sensorëve Raman të zbrazët, me rreshtim metalik, përcjellës valësh.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. dhe Woodruff, SD Dalje këndore e sensorëve Raman përcjellës valësh të zbrazët me rreshtim metalik. 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. dhe Woodruff, SD Dalja këndore e një sensori Raman me një përcjellës valësh metalik të zhveshur.aplikimi për të zgjedhur 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Një përmbledhje e valëve të zbrazët për transmetimin IR.integrimi i fibrave.per te zgjedhur.19, 211-227 (2000).