Tack för att du besöker Nature.com.Webbläsarversionen du använder har begränsat CSS-stöd.För bästa upplevelse rekommenderar vi att du använder en uppdaterad webbläsare (eller inaktiverar kompatibilitetsläge i Internet Explorer).Under tiden, för att säkerställa fortsatt support, kommer vi att rendera webbplatsen utan stilar och JavaScript.
Spåranalys av vätskeprover har ett brett spektrum av tillämpningar inom biovetenskap och miljöövervakning.I detta arbete har vi utvecklat en kompakt och billig fotometer baserad på metallvågledarkapillärer (MCC) för ultrakänslig bestämning av absorption.Den optiska vägen kan ökas avsevärt och mycket längre än den fysiska längden av MWC, eftersom ljus som sprids av de korrugerade släta metallsidoväggarna kan hållas inne i kapillären oavsett infallsvinkeln.Koncentrationer så låga som 5,12 nM kan uppnås med vanliga kromogena reagens på grund av ny icke-linjär optisk amplifiering och snabb provbyte och glukosdetektion.
Fotometri används ofta för spåranalys av vätskeprover på grund av överflöd av tillgängliga kromogena reagenser och optoelektroniska halvledarenheter1,2,3,4,5.Jämfört med traditionell kyvettbaserad absorbansbestämning, reflekterar vätskevågledare (LWC) kapillärer (TIR) ​​genom att hålla sondens ljus inuti kapillären1,2,3,4,5.Men utan ytterligare förbättringar är den optiska vägen bara nära den fysiska längden av LWC3.6, och en ökning av LWC-längden över 1,0 m kommer att drabbas av kraftig ljusdämpning och hög risk för bubblor etc.3, 7. När det gäller den föreslagna multireflektionscellen för förbättringar av optiska vägar är detektionsgränsen endast förbättrad med en faktor på 8,95.
Det finns för närvarande två huvudtyper av LWC, nämligen Teflon AF-kapillärer (med ett brytningsindex på endast ~1,3, vilket är lägre än vatten) och kiselkapillärer belagda med Teflon AF eller metallfilmer1,3,4.För att uppnå TIR vid gränssnittet mellan dielektriska material krävs material med lågt brytningsindex och höga ljusinfallsvinklar3,6,10.När det gäller Teflon AF-kapillärer är Teflon AF andningsbart på grund av sin porösa struktur3,11 och kan absorbera små mängder ämnen i vattenprover.För kvartskapillärer belagda på utsidan med Teflon AF eller metall, är brytningsindex för kvarts (1,45) högre än de flesta vätskeprover (t.ex. 1,33 för vatten)3,6,12,13.För kapillärer belagda med en metallfilm inuti har transportegenskaper studerats14,15,16,17,18, men beläggningsprocessen är komplicerad, ytan på metallfilmen har en grov och porös struktur4,19.
Dessutom har kommersiella LWC (AF Teflon Coated Capillaries och AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) några andra nackdelar, såsom: för fel..Den stora dödvolymen hos TIR3,10, (2) T-anslutningen (för att ansluta kapillärer, fibrer och inlopps-/utloppsrör) kan fånga in luftbubblor10.
Samtidigt är bestämning av glukosnivåer av stor betydelse för diagnosen diabetes, levercirros och psykisk ohälsa20.och många detekteringsmetoder såsom fotometri (inklusive spektrofotometri 21, 22, 23, 24, 25 och kolorimetri på papper 26, 27, 28), galvanometri 29, 30, 31, fluorometri 32, 33, 34, 6 re optisk polarians, 35, 35, 3537, Fabry-Perot hålighet 38, elektrokemi 39 och kapillärelektrofores 40,41 och så vidare.De flesta av dessa metoder kräver dock dyr utrustning, och detektion av glukos vid flera nanomolära koncentrationer är fortfarande en utmaning (till exempel för fotometriska mätningar21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, den lägsta koncentrationen av glukos).begränsningen var endast 30 nM när preussiska blå nanopartiklar användes som peroxidashärmare).Nanomolära glukosanalyser krävs ofta för cellulära studier på molekylär nivå, såsom hämning av mänsklig prostatacancertillväxt42 och CO2-fixeringsbeteendet hos Prochlorococcus i havet.
I den här artikeln utvecklades en kompakt, billig fotometer baserad på en metallvågledarkapillär (MWC), en SUS316L kapillär av rostfritt stål med en elektropolerad inre yta, för ultrakänslig absorptionsbestämning.Eftersom ljus kan fångas inuti metallkapillärer oavsett infallsvinkel, kan den optiska vägen ökas avsevärt genom ljusspridning på korrugerade och släta metallytor och är mycket längre än MWC:s fysiska längd.Dessutom designades en enkel T-kontakt för den optiska anslutningen och vätskeinlopp/-utlopp för att minimera dödvolymen och undvika att bubblor fastnar.För 7 cm MWC-fotometern är detektionsgränsen förbättrad med cirka 3000 gånger jämfört med den kommersiella spektrofotometern med 1 cm kyvett på grund av den nya förbättringen av den icke-linjära optiska vägen och snabb provväxling, och glukosdetektionskoncentrationen kan också uppnås.endast 5,12 nM med vanliga kromogena reagenser.
Som visas i figur 1 består den MWC-baserade fotometern av en 7 cm lång MWC med en EP-klassad elektropolerad inre yta, en 505 nm LED med en lins, en justerbar förstärkningsfotodetektor och två för optisk koppling och vätskeinmatning.Utgång.En trevägsventil ansluten till Pike-inloppsröret används för att byta det inkommande provet.Peek-röret passar tätt mot kvartsplattan och MWC, så dödvolymen i T-kontakten hålls till ett minimum, vilket effektivt förhindrar att luftbubblor fastnar.Dessutom kan den kollimerade strålen enkelt och effektivt införas i MWC genom T-styckets kvartsplatta.
Strålen och vätskeprovet införs i MCC genom ett T-stycke, och strålen som passerar genom MCC tas emot av en fotodetektor.Inkommande lösningar av färgade eller blankprover infördes växelvis i ICC genom en trevägsventil.Enligt Beers lag kan den optiska densiteten för ett färgat prov beräknas från ekvationen.1.10
där Vcolor och Vblank är utsignalerna från fotodetektorn när färg- och blankprover införs i MCC respektive, och Vdark är fotodetektorns bakgrundssignal när lysdioden är avstängd.Förändringen i utsignalen ΔV = Vcolor–Vblank kan mätas genom att byta sampel.Enligt ekvationen.Som visas i figur 1, om ΔV är mycket mindre än Vblank–Vdark, när man använder ett samplingsväxlingsschema, kan små förändringar i Vblank (t.ex. drift) ha liten effekt på AMWC-värdet.
För att jämföra prestandan hos den MWC-baserade fotometern med den kyvettbaserade spektrofotometern användes en röd bläcklösning som färgprov på grund av dess utmärkta färgstabilitet och goda koncentrations-absorbanslinjäritet, DI H2O som ett blankprov..Såsom visas i tabell 1 framställdes en serie röda bläcklösningar genom den seriella utspädningsmetoden med användning av DI H2O som lösningsmedel.Den relativa koncentrationen av prov 1 (S1), outspädd ursprunglig röd färg, bestämdes till 1,0.På fig.Figur 2 visar optiska fotografier av 11 röda bläckprover (S4 till S14) med relativa koncentrationer (anges i tabell 1) från 8,0 × 10–3 (vänster) till 8,2 × 10–10 (höger).
Mätresultaten för prov 6 visas i fig. 1-3.3(a).Punkterna för växling mellan färgade och tomma prover är markerade i figuren med dubbla pilar "↔".Det kan ses att utspänningen ökar snabbt när man byter från färgprov till blankprov och vice versa.Vcolor, Vblank och motsvarande ΔV kan erhållas som visas i figuren.
(a) Mätresultat för prov 6, (b) prov 9, (c) prov 13 och (d) prov 14 med en MWC-baserad fotometer.
Mätresultaten för proverna 9, 13 och 14 visas i Fig.3(b)-(d), respektive.Som visas i figur 3(d) är den uppmätta AV endast 5 nV, vilket är nästan 3 gånger brusvärdet (2 nV).En liten ΔV är svår att skilja från brus.Således nådde detektionsgränsen en relativ koncentration på 8,2×10-10 (prov 14).Med hjälp av ekvationer.1. AMWC-absorbansen kan beräknas från uppmätta värden för Vcolor, Vblank och Vdark.För en fotodetektor med en förstärkning på 104 Vdark är -0,68 μV.Mätresultaten för alla prover är sammanfattade i tabell 1 och återfinns i tilläggsmaterialet.Som visas i tabell 1 mättas absorbansen vid höga koncentrationer, så absorbans över 3,7 kan inte mätas med MWC-baserade spektrometrar.
För jämförelse mättes även ett prov med rött bläck med en spektrofotometer och den uppmätta akuvettabsorbansen visas i figur 4. Acuvettevärdena vid 505 nm (som visas i tabell 1) erhölls genom att hänvisa till kurvorna för prov 10, 11 eller 12 (som visas i insättningen).till fig. 4) som baslinje.Som visas nådde detektionsgränsen en relativ koncentration av 2,56 x 10-6 (prov 9) eftersom absorptionskurvorna för proverna 10, 11 och 12 inte kunde särskiljas från varandra.Sålunda, vid användning av den MWC-baserade fotometern, förbättrades detektionsgränsen med en faktor 3125 jämfört med den kyvettbaserade spektrofotometern.
Beroendeabsorptionskoncentration presenteras i Fig.5.För kyvettmätningar är absorbansen proportionell mot bläckkoncentrationen vid en banlängd på 1 cm.Medan för MWC-baserade mätningar observerades en icke-linjär ökning av absorbansen vid låga koncentrationer.Enligt Beers lag är absorbansen proportionell mot den optiska väglängden, så absorptionsförstärkningen AEF (definierad som AEF = AMWC/Acuvette vid samma bläckkoncentration) är förhållandet mellan MWC och kyvettens optiska väglängd.Som visas i figur 5, vid höga koncentrationer, är konstanten AEF runt 7,0, vilket är rimligt eftersom längden på MWC är exakt 7 gånger längden på en 1 cm kyvett. Men vid låga koncentrationer (relaterad koncentration <1,28 × 10-5) ökar AEF med minskande koncentration och skulle nå ett värde på 803 vid relaterad koncentration på 8,2 × 10-10 genom att extrapolera kurvan för kyvettbaserad mätning. Men vid låga koncentrationer (relaterad koncentration <1,28 × 10-5) ökar AEF med minskande koncentration och skulle nå ett värde på 803 vid relaterad koncentration på 8,2 × 10-10 genom att extrapolera kurvan för kyvettbaserad mätning. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с мументиш достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измерюв на. Vid låga koncentrationer (relativ koncentration <1,28 × 10–5) ökar dock AEF med minskande koncentration och kan nå ett värde på 803 vid en relativ koncentration på 8,2 × 10–10 när den extrapoleras från en kyvettbaserad mätkurva.然而，在低浓度（相关浓度<1,28 × 10-5 ）下，AEF 随着浓度的降低怌增麎关浓度色皿的测量曲线，在相关浓度为8,2 × 10-10 时将达到803 的值。然而 ， 在 低 浓度 （相关 浓度 <1,28 × 10-5） ， ， ， ， AEF 随着 的 降低 而 降低 而 并 并 而 并 幺比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8,2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达值。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается, концентрации и экстраполяции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,10 × 8,10 × 8,10. Men vid låga koncentrationer (relevanta koncentrationer < 1,28 × 10-5) ökar AED med minskande koncentration, och när den extrapoleras från en kyvettbaserad mätkurva når den ett relativt koncentrationsvärde på 8,2 × 10–10 803 .Detta resulterar i en motsvarande optisk bana på 803 cm (AEF × 1 cm), vilket är mycket längre än den fysiska längden på MWC, och till och med längre än den längsta kommersiellt tillgängliga LWC (500 cm från World Precision Instruments, Inc.).Doko Engineering LLC har en längd på 200 cm).Denna icke-linjära ökning av absorptionen i LWC har inte tidigare rapporterats.
På fig.6(a)-(c) visar en optisk bild, en mikroskopbild respektive en optisk profilbild av den inre ytan av MWC-sektionen.Såsom visas i fig.6(a), är den inre ytan slät och glänsande, kan reflektera synligt ljus och är mycket reflekterande.Såsom visas i fig.6(b), på grund av metallens deformerbarhet och kristallina natur, uppträder små mesas och oregelbundenheter på den släta ytan. Med tanke på liten yta (<5 μm×5 μm) är grovheten på de flesta ytor mindre än 1,2 nm (Fig. 6(c)). Med tanke på en liten yta (<5 μm×5 μm) är grovheten på de flesta ytor mindre än 1,2 nm (Fig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (ри)с. På grund av den lilla ytan (<5 µm×5 µm) är grovheten på större delen av ytan mindre än 1,2 nm (fig. 6(c)).考虑到小面积（<5 μm×5 μm），大多数表面的粗糙度小于1.2 nm（图6（c））考虑到小面积（<5 μm×5 μm），大多数表面的粗糙度小于1.2 nm（图6（c）） Учитывая небольшую площадь (<5 мкм × 5 мкм), шероховатость большинства поверхностей составляет 6,2 мен. Med tanke på den lilla ytan (<5 µm × 5 µm), är grovheten på de flesta ytor mindre än 1,2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Optisk bild, (b) mikroskopbild och (c) optisk bild av den inre ytan av MWC-snittet.
Såsom visas i fig.7(a), bestäms den optiska vägen LOP i kapillären av infallsvinkeln θ (LOP = LC/sinθ, där LC är den fysiska längden av kapillären).För Teflon AF-kapillärer fyllda med DI H2O måste infallsvinkeln vara större än den kritiska vinkeln på 77,8°, så LOP är mindre än 1,02 × LC utan ytterligare förbättring3.6.Medan, med MWC, är inneslutningen av ljus inuti kapillären oberoende av brytningsindex eller infallsvinkel, så när infallsvinkeln minskar kan ljusvägen vara mycket längre än längden på kapillären (LOP » LC).Såsom visas i fig.7(b), kan den korrugerade metallytan inducera ljusspridning, vilket avsevärt kan öka den optiska vägen.
Därför finns det två ljusvägar för MWC: direkt ljus utan reflektion (LOP = LC) och sågtandsljus med flera reflektioner mellan sidoväggarna (LOP » LC).Enligt Beers lag kan intensiteten av det transmitterade direkta ljuset och sicksackljuset uttryckas som PS×exp(-α×LC) respektive PZ×exp(-α×LOP), där konstanten α är absorptionskoefficienten, som helt beror på bläckkoncentrationen.
För bläck med hög koncentration (t.ex. relaterad koncentration >1,28 × 10-5) är sicksackljuset mycket dämpat och dess intensitet är mycket lägre än för rakt ljus, på grund av den stora absorptionskoefficienten och dess mycket längre optiska väg. För bläck med hög koncentration (t.ex. relaterad koncentration >1,28 × 10-5) är sicksackljuset mycket dämpat och dess intensitet är mycket lägre än för rakt ljus, på grund av den stora absorptionskoefficienten och dess mycket längre optiska väg. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный загообразный загообразный о интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и гораратель излучения. För bläck med hög koncentration (t.ex. relativ koncentration >1,28×10-5) är sicksackljuset kraftigt dämpat och dess intensitet är mycket lägre än för direkt ljus på grund av den stora absorptionskoefficienten och mycket längre optisk emission.Spår.对于高浓度墨水（例如，相关浓度>1,28×10-5），Z字形光衰减很大，䅺弿，其强度由于吸收系数大，光学时间更长.对于 高浓度 墨水 （例如 ， 浓度 浓度> 1,28 × 10-5） ， z 字形 衰减 徺 夿 衰减 徺 夿 ）光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 长 长 长 鿕 长 长 长 长 长Для чернил с высокой концентрацией (например, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзагообразтый свеля и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и боглощения и большого ремени. För bläck med hög koncentration (t.ex. relevanta koncentrationer >1,28×10-5) dämpas sicksackljuset avsevärt och dess intensitet är mycket lägre än för direkt ljus på grund av den stora absorptionskoefficienten och den längre optiska tiden.liten väg.Sålunda dominerade direkt ljus absorbansbestämningen (LOP=LC) och AEF hölls konstant vid ~7,0. Däremot, när absorptionskoefficienten minskar med minskande bläckkoncentration (t.ex. relaterad koncentration <1,28 × 10-5), ökar intensiteten av sicksackljus snabbare än för rakt ljus och sedan börjar sicksackljus spela en viktigare roll. Däremot, när absorptionskoefficienten minskar med minskande bläckkoncentration (t.ex. relaterad koncentration <1,28 × 10-5), ökar intensiteten av sicksackljus snabbare än för rakt ljus och sedan börjar sicksackljus spela en viktigare roll. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (напримения, 2, 2, 8 × 10-5) ет. Tvärtom, när absorptionskoefficienten minskar med minskande bläckkoncentration (till exempel den relativa koncentrationen <1,28×10-5), ökar intensiteten hos sicksackljuset snabbare än för det direkta ljuset, och sedan börjar sicksackljuset spela.viktigare roll.相反，当吸收系数随着墨水浓度的降低而降低时（例如，相关浓度庼<1.28反，降低而降低时（例如，相关浓度庼<1.28反，店店店纗店店店纗店度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一个更重要的角色。相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相兺 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 浓兺 打 兦 × 1. ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 渀 雴 踪 重要 重要更 更 更 更 更 HI的角色. И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (наприметер, соборот я < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого, и тогнада зигет более важную роль. Omvänt, när absorptionskoefficienten minskar med minskande bläckkoncentration (till exempel motsvarande koncentration < 1,28×10-5), ökar intensiteten hos sicksackljuset snabbare än det direkta ljuset, och då börjar sicksackljuset spela en viktigare roll.rollkaraktär.På grund av den sågtandade optiska banan (LOP » LC) kan därför AEF ökas mycket mer än 7,0.Exakta ljustransmissionsegenskaper hos MWC kan erhållas med hjälp av vågledarmodsteori.
Förutom att förbättra den optiska vägen bidrar snabb provväxling också till ultralåga detektionsgränser.På grund av den lilla volymen MCC (0,16 ml) kan tiden som krävs för att byta och byta lösningar i MCC vara mindre än 20 sekunder.Som visas i figur 5 är det lägsta detekterbara värdet för AMWC (2,5 × 10–4) 4 gånger lägre än det för Acuvette (1,0 × 10–3).Den snabba omkopplingen av den strömmande lösningen i kapillären minskar effekten av systembrus (t.ex. drift) på noggrannheten hos absorbansskillnaden jämfört med retentionslösningen i kyvetten.Till exempel, som visas i fig.3(b)-(d), kan AV lätt särskiljas från en driftsignal på grund av snabb provväxling i kapillären med liten volym.
Som visas i tabell 2 framställdes en rad glukoslösningar i olika koncentrationer med användning av DI H2O som lösningsmedel.Färgade eller blankprover framställdes genom att blanda glukoslösning eller avjoniserat vatten med kromogena lösningar av glukosoxidas (GOD) och peroxidas (POD) 37 i ett fast volymförhållande av 3:1, respektive.På fig.8 visar optiska fotografier av nio färgade prover (S2-S10) med glukoskoncentrationer som sträcker sig från 2,0 mM (vänster) till 5,12 nM (höger).Rodnad minskar med minskande glukoskoncentration.
Resultaten av mätningar av proverna 4, 9 och 10 med en MWC-baserad fotometer visas i Fig.9(a)-(c), respektive.Såsom visas i fig.9(c), blir den uppmätta ΔV mindre stabil och ökar långsamt under mätningen när färgen på själva GOD-POD-reagenset (även utan att tillsätta glukos) långsamt ändras i ljuset.Således kan successiva ΔV-mätningar inte upprepas för prover med en glukoskoncentration på mindre än 5,12 nM (prov 10), eftersom när ΔV är tillräckligt liten kan instabiliteten hos GOD-POD-reagenset inte längre försummas.Därför är detektionsgränsen för glukoslösning 5,12 nM, även om motsvarande ΔV-värde (0,52 µV) är mycket större än brusvärdet (0,03 µV), vilket indikerar att en liten ΔV fortfarande kan detekteras.Denna detektionsgräns kan förbättras ytterligare genom att använda mer stabila kromogena reagens.
(a) Mätresultat för prov 4, (b) prov 9 och (c) prov 10 med en MWC-baserad fotometer.
AMWC-absorbansen kan beräknas med hjälp av de uppmätta värdena för Vcolor, Vblank och Vdark.För en fotodetektor med en förstärkning på 105 Vdark är -0,068 μV.Mått för alla prover kan ställas in i tilläggsmaterialet.Som jämförelse mättes även glukosprover med en spektrofotometer och den uppmätta absorbansen för Acuvette nådde en detektionsgräns på 0,64 µM (prov 7) som visas i figur 10.
Förhållandet mellan absorbans och koncentration presenteras i figur 11. Med den MWC-baserade fotometern uppnåddes en 125-faldig förbättring av detektionsgränsen jämfört med den kyvettbaserade spektrofotometern.Denna förbättring är lägre än analysen med röd bläck på grund av den dåliga stabiliteten hos GOD-POD-reagenset.En icke-linjär ökning av absorbansen vid låga koncentrationer observerades också.
Den MWC-baserade fotometern har utvecklats för ultrakänslig detektering av vätskeprover.Den optiska vägen kan ökas avsevärt och mycket längre än den fysiska längden av MWC, eftersom ljus som sprids av de korrugerade släta metallsidoväggarna kan hållas inne i kapillären oavsett infallsvinkeln.Koncentrationer så låga som 5,12 nM kan uppnås med konventionella GOD-POD-reagens tack vare ny icke-linjär optisk amplifiering och snabb provbyte och glukosdetektion.Denna kompakta och billiga fotometer kommer att användas i stor utsträckning inom biovetenskap och miljöövervakning för spåranalys.
Som visas i figur 1 består den MWC-baserade fotometern av en 7 cm lång MWC (innerdiameter 1,7 mm, ytterdiameter 3,18 mm, EP klass elektropolerad inre yta, SUS316L kapillär av rostfritt stål), en 505 nm våglängds-LED (Thorlabs variabel M505F1) strålspridning (Thorlabs M505F1) DB450C) och två T-kontakter för optisk kommunikation och vätska in/ut.T-kontakten är gjord genom att en transparent kvartsplatta fästs till ett PMMA-rör i vilket MWC- och Peek-rör (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.) är tätt införda och limmade.En trevägsventil ansluten till Pike-inloppsröret används för att byta det inkommande provet.Fotodetektorn kan omvandla den mottagna optiska effekten P till en förstärkt spänningssignal N×V (där V/P = 1,0 V/W vid 1550 nm, förstärkning N kan justeras manuellt i området 103-107).För korthetens skull används V istället för N×V som utsignal.
Som jämförelse användes en kommersiell spektrofotometer (Agilent Technologies Cary 300-serien med R928 High Efficiency Photomultiplikator) med en 1,0 cm kyvettcell för att mäta absorbansen hos vätskeprover.
Den inre ytan av MWC-snittet undersöktes med en optisk ytprofilerare (ZYGO New View 5022) med en vertikal och lateral upplösning på 0,1 nm respektive 0,11 µm.
Alla kemikalier (analytisk kvalitet, ingen ytterligare rening) köptes från Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Glukostestsatser inkluderar glukosoxidas (GOD), peroxidas (POD), 4-aminoantipyrin och fenol, etc. Den kromogena lösningen framställdes med den vanliga GOD-POD 37-metoden.
Som visas i tabell 2 framställdes en rad glukoslösningar i olika koncentrationer med användning av DI H2O som ett spädningsmedel med användning av en seriell utspädningsmetod (se tilläggsmaterial för detaljer).Förbered färgade eller blankprover genom att blanda glukoslösning eller avjoniserat vatten med kromogen lösning i ett fast volymförhållande på 3:1.Alla prover förvarades vid 37°C skyddade från ljus i 10 minuter före mätning.I GOD-POD-metoden blir färgade prover röda med ett absorptionsmaximum vid 505 nm, och absorptionen är nästan proportionell mot glukoskoncentrationen.
Såsom visas i tabell 1 framställdes en serie röda bläcklösningar (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Kina) genom serieutspädningsmetoden med användning av DI H2O som lösningsmedel.
Hur man citerar denna artikel: Bai, M. et al.Kompakt fotometer baserad på metallvågledarkapillärer: för bestämning av nanomolära koncentrationer av glukos.vetenskapen.5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Öka noggrannheten i vätskeanalys och pH-värdekontroll med hjälp av en vätskekärna-vågledare. Dress, P. & Franke, H. Öka noggrannheten i vätskeanalys och pH-värdekontroll med hjälp av en vätskekärna-vågledare.Dress, P. och Franke, H. Förbättring av noggrannheten i vätskeanalys och pH-kontroll med en vätskekärna vågledare. 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. och Franke, H. Förbättring av noggrannheten i vätskeanalys och pH-kontroll med hjälp av vågledare för flytande kärnor.Byt till vetenskap.meter.68, 2167-2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Kontinuerlig kolorimetrisk bestämning av spårammonium i havsvatten med en långvägs vätskevågledarkapillärcell. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Kontinuerlig kolorimetrisk bestämning av spårammonium i havsvatten med en långvägs vätskevågledarkapillärcell.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ och Hansel, DA Kontinuerlig kolorimetrisk bestämning av spårmängder av ammonium i havsvatten med användning av en kapillärcell med en vätskevågledare. 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 och Hansel, DA Kontinuerlig kolorimetrisk bestämning av spårmängder av ammonium i havsvatten med hjälp av långväga flytande vågledarkapillärer.Kemi i mars.96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Granskning av nya tillämpningar av vätskevågledarens kapillärcell i flödesbaserade analystekniker för att öka känsligheten hos spektroskopiska detektionsmetoder. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Granskning av nya tillämpningar av vätskevågledarens kapillärcell i flödesbaserade analystekniker för att öka känsligheten hos spektroskopiska detektionsmetoder.Pascoa, RNMJ, Toth, IV och Rangel, AOSS En genomgång av nya tillämpningar av vätskevågledarens kapillärcell i flödesanalystekniker för att förbättra känsligheten hos spektroskopiska detektionsmetoder. 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 灵敏底度 灵敏底 灵序敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV och Rangel, AOSS En genomgång av nya tillämpningar av vätskevågledarkapillärceller i flödesbaserade analytiska metoder för att öka känsligheten hos spektroskopiska detektionsmetoder.anus.Chim.Lag 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersökning av tjockleken på Ag, AgI-filmer i kapillären för ihåliga vågledare. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersökning av tjockleken på Ag, AgI-filmer i kapillären för ihåliga vågledare.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. och Shen J. Undersökning av filmtjocklek Ag, AgI i kapillär för ihåliga vågledare. 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. Forskning om tjockleken på tunn film av Ag och AgI i luftkanalen.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. och Shen J. Undersökning av tunnfilmstjocklek Ag, AgI i ihåliga vågledarkapillärer.Infraröd fysik.technology 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bestämning av nanomolära koncentrationer av fosfat i naturliga vatten med hjälp av flödesinjektion med en långvägd vätskevågledarkapillärcell och spektrofotometrisk detektion i fast tillstånd. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bestämning av nanomolära koncentrationer av fosfat i naturliga vatten med hjälp av flödesinjektion med en långvägd vätskevågledarkapillärcell och spektrofotometrisk detektion i fast tillstånd.Gimbert, LJ, Haygarth, PM och Worsfold, PJ Bestämning av nanomolära fosfatkoncentrationer i naturliga vatten med flödesinjektion med en flytande vågledarkapillärcell och spektrofotometrisk detektion i fast tillstånd. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ.纳摩尔浓度的磷酸盐. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bestämning av fosfatkoncentration i naturligt vatten med hjälp av en vätskespruta och långdistansvätskekapillärrör.Gimbert, LJ, Haygarth, PM och Worsfold, PJ Bestämning av nanomolärt fosfat i naturligt vatten med hjälp av injektionsflöde och kapillärvågledare med lång optisk väg och spektrofotometrisk detektion i fast tillstånd.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linjäritet och effektiv optisk väglängd för vätskevågledarkapillärceller. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linjäritet och effektiv optisk väglängd för vätskevågledarkapillärceller.Belz M., Dress P., Suhitsky A. och Liu S. Linjäritet och effektiv optisk väglängd i vätskevågledare i kapillärceller. 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. Linjäriteten och den effektiva längden av flytande vatten.Belz M., Dress P., Suhitsky A. och Liu S. Linjär och effektiv optisk väglängd i kapillärcellsvätskevåg.SPIE 3856, 271-281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljus i slutet av tunneln: senaste analytiska tillämpningar av vätskekärniga vågledare. Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljus i slutet av tunneln: senaste analytiska tillämpningar av vätskekärniga vågledare.Dallas, T. och Dasgupta, PK Ljus i slutet av tunneln: senaste analytiska tillämpningar av vätskekärniga vågledare. Dallas, T. & Dasgupta, PK Light i slutet av tunneln：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Light i slutet av tunneln：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. och Dasgupta, PK Ljus i slutet av tunneln: den senaste analytiska tillämpningen av vätskekärniga vågledare.TrAC, trendanalys.Kemisk.23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID En mångsidig fotometrisk detekteringscell för total intern reflektion för flödesanalys. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID En mångsidig fotometrisk detekteringscell för total intern reflektion för flödesanalys.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR och McKelvey, ID Universal fotometrisk total intern reflektionscell för flödesanalys. 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 och McKelvey, ID Universal TIR fotometrisk cell för flödesanalys.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multireflektionsfotometrisk flödescell för användning i flödesinjektionsanalys av flodmynningsvatten. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multireflektionsfotometrisk flödescell för användning i flödesinjektionsanalys av flodmynningsvatten.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ och McKelvey, ID En fotometrisk flödescell med flera reflektioner för användning vid flödesanalys av flodmynningsvatten. 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。析 Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ och McKelvey, ID En fotometrisk flödescell med flera reflektioner för flödesinjektionsanalys i flodmynningsvatten.anus Chim.Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Handhållen fotometer baserad på absorptionsdetektion av vätskekärna för vågledare för prover i nanoliterskala. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Handhållen fotometer baserad på absorptionsdetektion av vätskekärna för vågledare i nanoliterskala.Pan, J.-Z., Yao, B. och Fang, K. En handhållen fotometer baserad på vätskekärnas våglängdsabsorptionsdetektion för prover i nanoliterskala. 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. Baserat på 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. och Fang, K. En handhållen fotometer med ett nanoskalaprov baserat på detektion av absorption i en vätskekärnvåg.anus Chemical.82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z.Öka känsligheten för injektionsflödesanalys genom att använda en kapillärflödescell med en lång optisk väg för spektrofotometrisk detektion.anus.vetenskapen.22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Applicering av flytande kapillärvågledare i absorbansspektroskopi (Svara på kommentaren av Byrne och Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Applicering av flytande kapillärvågledare i absorbansspektroskopi (Svara på kommentaren av Byrne och Kaltenbacher).D'Sa, EJ och Steward, RG Tillämpningar av vätskekapillärvågledare i absorptionsspektroskopi (Svar på kommentarer av Byrne och 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 Användning av flytande 毛绿波波对在absorptionsspektrum（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ och Steward, RG Flytande kapillärvågledare för absorptionsspektroskopi (som svar på kommentarer av Byrne och Kaltenbacher).limonol.Oceanograf.46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Fiberoptisk sensor för evanescent fältabsorption: Effekt av fiberparametrar och sondens geometri. Khijwania, SK & Gupta, BD Fiberoptisk sensor för evanescent fältabsorption: Effekt av fiberparametrar och sondens geometri.Hijvania, SK och Gupta, BD Fiberoptisk Evanescent Field Absorption Sensor: Inverkan av fiberparametrar och sondgeometri. 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 och Gupta, BD Evanescent fältabsorption fiberoptiska sensorer: påverkan av fiberparametrar och sondgeometri.Optics and Quantum Electronics 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Vinkelutgång från ihåliga, metallfodrade, vågledarramansensorer. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Vinkelutgång från ihåliga, metallfodrade, vågledarramansensorer.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. och Woodruff, SD Vinkelutgång av Raman-sensorer för ihåliga vågledare med metallfoder. 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. och Woodruff, SD Vinkelutgång från en Raman-sensor med en vågledare av bar metall.ansökan om att välja 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA En översikt över ihåliga vågledare för IR-överföring.fiberintegration.att välja.19, 211–227 (2000).