Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon sa browser nga imong gigamit adunay limitado nga suporta sa CSS. Para sa pinakamaayong kasinatian, among girekomendar nga mogamit ka og updated nga browser (o i-disable ang Compatibility Mode sa Internet Explorer). Samtang, aron masiguro ang padayon nga suporta, among i-render ang site nga walay mga style ug JavaScript.
Ang trace analysis sa mga liquid sample adunay daghang gamit sa life sciences ug environmental monitoring. Niini nga trabaho, nakahimo kami og compact ug barato nga photometer nga gibase sa metal waveguide capillaries (MCCs) para sa ultrasensitive determination sa absorption. Ang optical path mahimong madugangan pag-ayo, ug mas taas pa kay sa pisikal nga gitas-on sa MWC, tungod kay ang kahayag nga nagkatag sa corrugated smooth metal sidewalls mahimong masulod sa capillary bisan unsa pa ang anggulo sa incidence. Ang mga konsentrasyon nga ubos sa 5.12 nM makab-ot gamit ang komon nga chromogenic reagents tungod sa bag-ong non-linear optical amplification ug paspas nga sample switching ug glucose detection.
Ang photometry kay kaylap nga gigamit para sa trace analysis sa mga liquid sample tungod sa kadaghan sa magamit nga chromogenic reagents ug semiconductor optoelectronic devices1,2,3,4,5. Kon itandi sa tradisyonal nga cuvette-based absorbance determination, ang liquid waveguide (LWC) capillaries mo-reflect (TIR) ​​pinaagi sa pagpabilin sa probe nga kahayag sulod sa capillary1,2,3,4,5. Apan, kon walay dugang nga kalamboan, ang optical path duol ra sa pisikal nga gitas-on sa LWC3.6, ug ang pagdugang sa gitas-on sa LWC nga labaw sa 1.0 m mag-antos sa kusog nga light attenuation ug taas nga risgo sa mga bula, ug uban pa.3, 7. Mahitungod sa gisugyot nga multi-reflection cell para sa optical path improvements, ang detection limit mouswag lang og 2.5-8.9 ka factor.
Sa pagkakaron adunay duha ka pangunang klase sa LWC, nga mao ang Teflon AF capillaries (nga adunay refractive index nga ~1.3 lamang, nga mas ubos kay sa tubig) ug silica capillaries nga giputos sa Teflon AF o metal films1,3,4. Aron makab-ot ang TIR sa interface tali sa dielectric nga mga materyales, gikinahanglan ang mga materyales nga adunay ubos nga refractive index ug taas nga light incidence angles3,6,10. Mahitungod sa Teflon AF capillaries, ang Teflon AF makaginhawa tungod sa porous nga istruktura niini3,11 ug makasuhop og gamay nga kantidad sa mga substansiya sa mga sample sa tubig. Para sa quartz capillaries nga giputos sa gawas gamit ang Teflon AF o metal, ang refractive index sa quartz (1.45) mas taas kay sa kadaghanan sa mga liquid sample (pananglitan 1.33 para sa tubig)3,6,12,13. Para sa mga capillaries nga giputos sa metal film sa sulod, gitun-an na ang mga transport properties14,15,16,17,18, apan ang proseso sa pag-coat komplikado, ang nawong sa metal film adunay bagis ug porous nga istruktura4,19.
Dugang pa, ang mga komersyal nga LWC (AF Teflon Coated Capillaries ug AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) adunay uban pang mga disbentaha, sama sa: alang sa mga depekto. . Ang dako nga dead volume sa TIR3,10, (2) T-connector (aron magkonektar sa mga capillary, fibers, ug inlet/outlet tubes) mahimong makadakop sa mga bula sa hangin10.
Sa samang higayon, ang pagtino sa lebel sa glucose importante kaayo alang sa pagdayagnos sa diabetes, cirrhosis sa atay ug sakit sa pangisip20. ug daghang mga pamaagi sa pag-ila sama sa photometry (lakip ang spectrophotometry 21, 22, 23, 24, 25 ug colorimetry sa papel 26, 27, 28), galvanometry 29, 30, 31, fluorometry 32, 33, 34, 35, optical polarimetry 36, surface plasmon resonance. 37, Fabry-Perot cavity 38, electrochemistry 39 ug capillary electrophoresis 40,41 ug uban pa. Bisan pa, kadaghanan niini nga mga pamaagi nanginahanglan mahal nga kagamitan, ug ang pag-ila sa glucose sa daghang nanomolar nga konsentrasyon nagpabilin nga usa ka hagit (pananglitan, alang sa mga pagsukod sa photometric21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, ang labing ubos nga konsentrasyon sa glucose). ang limitasyon kay 30 nM lang sa dihang gigamit ang Prussian blue nanoparticles isip peroxidase mimics). Ang nanomolar glucose analyses kanunay nga gikinahanglan alang sa mga pagtuon sa selula sa lebel sa molekula sama sa pagpugong sa pagtubo sa kanser sa prostate sa tawo42 ug ang pamatasan sa pag-ayo sa CO2 sa Prochlorococcus sa kadagatan.
Niini nga artikulo, usa ka compact, barato nga photometer nga gibase sa metal waveguide capillary (MWC), usa ka SUS316L stainless steel capillary nga adunay electropolish inner surface, ang gihimo alang sa ultrasensitive absorption determination. Tungod kay ang kahayag mahimong ma-trap sa sulod sa metal capillaries bisan unsa pa ang anggulo sa incidence, ang optical path mahimong madugangan pag-ayo pinaagi sa light scattering sa corrugated ug hamis nga metal surfaces, ug mas taas kini kaysa sa pisikal nga gitas-on sa MWC. Dugang pa, usa ka yano nga T-connector ang gidisenyo alang sa optical connection ug fluid inlet/outlet aron maminusan ang dead volume ug malikayan ang bubble entrapment. Alang sa 7 cm MWC photometer, ang detection limit gipauswag og mga 3000 ka pilo kon itandi sa komersyal nga spectrophotometer nga adunay 1 cm cuvette tungod sa bag-ong pagpaayo sa non-linear optical path ug paspas nga sample switching, ug ang glucose detection concentration makab-ot usab. 5.12 nM lang gamit ang komon nga chromogenic reagents.
Sama sa gipakita sa Figure 1, ang MWC-based photometer gilangkoban sa usa ka 7 cm nga gitas-on nga MWC nga adunay EP grade electropolish inner surface, usa ka 505 nm LED nga adunay lens, usa ka adjustable gain photodetector, ug duha para sa optical coupling ug liquid input. Exit. Usa ka three-way valve nga konektado sa Pike inlet tube ang gigamit aron ibalhin ang mosulod nga sample. Ang Peek tube mohaom pag-ayo sa quartz plate ug MWC, aron ang dead volume sa T-connector mapadayon sa minimum, nga epektibong makapugong sa mga bula sa hangin nga ma-trap. Dugang pa, ang collimated beam dali ug episyente nga masulod sa MWC pinaagi sa T-piece quartz plate.
Ang beam ug liquid sample gipasulod sa MCC pinaagi sa usa ka T-piece, ug ang beam nga moagi sa MCC madawat sa usa ka photodetector. Ang mosulod nga mga solusyon sa stained o blank samples gipuli-puli nga gipasulod sa ICC pinaagi sa usa ka three-way valve. Sumala sa balaod ni Beer, ang optical density sa usa ka colored sample mahimong makalkulo gikan sa equation. 1.10
diin ang Vcolor ug Vblank mao ang mga output signal sa photodetector kung ang mga color ug blank sample ipaila sa MCC, matag usa, ug ang Vdark mao ang background signal sa photodetector kung ang LED mapalong. Ang pagbag-o sa output signal nga ΔV = Vcolor–Vblank masukod pinaagi sa switching samples. Sumala sa equation. Sama sa gipakita sa Figure 1, kung ang ΔV mas gamay kaysa sa Vblank–Vdark, kung mogamit ug sampling switching scheme, ang gagmay nga mga pagbag-o sa Vblank (pananglitan drift) mahimong adunay gamay nga epekto sa kantidad sa AMWC.
Aron itandi ang performance sa MWC-based photometer sa cuvette-based spectrophotometer, usa ka red ink solution ang gigamit isip color sample tungod sa maayo kaayong color stability ug maayong concentration-absorbance linearity, ang DI H2O isip blank sample. Sama sa gipakita sa Table 1, usa ka serye sa red ink solutions ang giandam pinaagi sa serial dilution method gamit ang DI H2O isip solvent. Ang relatibong konsentrasyon sa sample 1 (S1), undiluted original red paint, gitino nga 1.0. Sa fig. Ang Figure 2 nagpakita sa optical photographs sa 11 ka red ink samples (S4 hangtod S14) nga adunay relatibong konsentrasyon (gilista sa Table 1) gikan sa 8.0 × 10–3 (wala) hangtod 8.2 × 10–10 (tuo).
Ang mga resulta sa pagsukod para sa sample 6 gipakita sa Figs. 3(a). Ang mga punto sa pagbalhin tali sa stained ug blank samples gimarkahan sa figure pinaagi sa doble nga pana nga “↔”. Makita nga ang output voltage kusog nga motaas kon mobalhin gikan sa color samples ngadto sa blank samples ug vice versa. Ang Vcolor, Vblank ug ang katugbang nga ΔV makuha sama sa gipakita sa figure.
(a) Mga resulta sa pagsukod para sa sample 6, (b) sample 9, (c) sample 13, ug (d) sample 14 gamit ang MWC-based photometer.
Ang mga resulta sa pagsukod para sa mga sample 9, 13, ug 14 gipakita sa Figs. 3(b)-(d), matag usa. Sama sa gipakita sa Figure 3(d), ang nasukod nga ΔV kay 5 nV lang, nga halos 3 ka pilo sa noise value (2 nV). Lisod mailhan ang gamay nga ΔV gikan sa noise. Busa, ang limit sa detection nakaabot sa relatibong konsentrasyon nga 8.2×10-10 (sample 14). Gamit ang mga equation. 1. Ang AMWC absorbance makalkulo gikan sa nasukod nga Vcolor, Vblank ug Vdark values. Para sa usa ka photodetector nga adunay gain nga 104, ang Vdark kay -0.68 μV. Ang mga resulta sa pagsukod para sa tanang sample gisumada sa Table 1 ug makita sa supplementary material. Sama sa gipakita sa Table 1, ang absorbance nga makita sa taas nga konsentrasyon kay saturated, busa ang absorbance nga labaw sa 3.7 dili masukod gamit ang MWC-based spectrometers.
Alang sa pagtandi, usa ka sample sa pula nga tinta ang gisukod usab gamit ang spectrophotometer ug ang nasukod nga absorbance sa Acuvette gipakita sa Figure 4. Ang mga kantidad sa Acuvette sa 505 nm (sama sa gipakita sa Table 1) nakuha pinaagi sa pagtan-aw sa mga kurba sa mga sample 10, 11, o 12 (sama sa gipakita sa inset). sa Fig. 4) isip baseline. Sama sa gipakita, ang detection limit nakaabot sa relatibong konsentrasyon nga 2.56 x 10-6 (sample 9) tungod kay ang absorption curves sa mga sample 10, 11 ug 12 dili mailhan gikan sa usag usa. Busa, sa dihang gigamit ang MWC-based photometer, ang detection limit miuswag sa usa ka factor nga 3125 kon itandi sa cuvette-based spectrophotometer.
Ang dependence absorption-concentration gipakita sa Fig.5. Para sa mga sukod sa cuvette, ang absorbance proporsyonal sa konsentrasyon sa tinta sa gitas-on sa agianan nga 1 cm. Samtang, para sa mga sukod nga gibase sa MWC, usa ka non-linear nga pagtaas sa absorbance ang naobserbahan sa ubos nga konsentrasyon. Sumala sa balaod ni Beer, ang absorbance proporsyonal sa gitas-on sa optical path, busa ang absorption gain AEF (gihubit nga AEF = AMWC/Acuvette sa parehas nga konsentrasyon sa tinta) mao ang ratio sa MWC sa gitas-on sa optical path sa cuvette. Sama sa gipakita sa Figure 5, sa taas nga konsentrasyon, ang kanunay nga AEF naa sa palibot sa 7.0, nga makatarunganon tungod kay ang gitas-on sa MWC eksaktong 7 ka pilo sa gitas-on sa usa ka 1 cm cuvette. Apan, sa ubos nga konsentrasyon (may kalabutan nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang AEF motaas uban sa pagkunhod sa konsentrasyon ug moabot sa kantidad nga 803 sa may kalabutan nga konsentrasyon nga 8.2 × 10-10 pinaagi sa pag-extrapolate sa kurba sa pagsukod nga gibase sa cuvette. Apan, sa ubos nga konsentrasyon (may kalabutan nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang AEF motaas uban sa pagkunhod sa konsentrasyon ug moabot sa kantidad nga 803 sa may kalabutan nga konsentrasyon nga 8.2 × 10-10 pinaagi sa pag-extrapolate sa kurba sa pagsukod nga gibase sa cuvette. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменьшением трацием достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измерения на основет . Apan, sa ubos nga konsentrasyon (relative concentration <1.28 × 10–5), ang AEF motaas uban sa pagkunhod sa konsentrasyon ug mahimong moabot sa kantidad nga 803 sa relative concentration nga 8.2 × 10–10 kon i-extrapolate gikan sa cuvette-based measurement curve.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，并且通过外推基于比色皿的测量曲线，在相关浓度为8.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 ， 并且 通迎比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8.2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到 达到803 。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается с уменьшениетрацим экстраполяции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,2 × 803 10. Apan, sa ubos nga konsentrasyon (may kalabutan nga konsentrasyon < 1.28 × 10-5) ang AED motaas uban sa pagkunhod sa konsentrasyon, ug kung i-extrapolate gikan sa usa ka cuvette-based measurement curve, kini makaabot sa relatibong kantidad sa konsentrasyon nga 8.2 × 10–10803.Kini moresulta sa katugbang nga optical path nga 803 cm (AEF × 1 cm), nga mas taas kay sa pisikal nga gitas-on sa MWC, ug mas taas pa kay sa pinakataas nga komersyal nga magamit nga LWC (500 cm gikan sa World Precision Instruments, Inc.). Ang Doko Engineering LLC adunay gitas-on nga 200 cm). Kini nga dili linear nga pagtaas sa absorption sa LWC wala pa gitaho kaniadto.
Sa fig. 6(a)-(c) ipakita ang usa ka optical image, usa ka microscope image, ug usa ka optical profiler image sa sulod nga nawong sa MWC section, matag usa. Sama sa gipakita sa fig. 6(a), ang sulod nga nawong hamis ug sinaw, maka-reflect sa makita nga kahayag, ug taas og reflective. Sama sa gipakita sa fig. 6(b), tungod sa deformability ug crystalline nga kinaiya sa metal, gagmay nga mga mesa ug mga iregularidad ang makita sa hamis nga nawong. Tungod sa gamay nga lugar (<5 μm×5 μm), ang kagaspang sa kadaghanan sa nawong ubos sa 1.2 nm (Fig. 6(c)). Kon tan-awon sa gamay nga lugar (<5 μm×5 μm), ang kagaspang sa kadaghanan sa nawong ubos sa 1.2 nm (Fig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (рис. 6(). Tungod sa gamay nga lugar (<5 µm×5 µm), ang kagaspang sa kadaghanan sa nawong ubos sa 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 менее (1,2 нм). Kon hunahunaon ang gamay nga lugar (<5 µm × 5 µm), ang kagaspang sa kadaghanan sa mga nawong ubos sa 1.2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Optikal nga imahe, (b) imahe sa mikroskopyo, ug (c) optikal nga imahe sa sulod nga nawong sa MWC cut.
Sama sa gipakita sa fig. 7(a), ang optical path nga LOP sa capillary gitino sa angle of incidence θ (LOP = LC/sinθ, diin ang LC mao ang pisikal nga gitas-on sa capillary). Para sa mga Teflon AF capillary nga puno sa DI H2O, ang angle of incidence kinahanglan nga mas dako kay sa critical angle nga 77.8°, busa ang LOP mas ubos kay sa 1.02 × LC nga walay dugang nga kalamboan3.6. Samtang, sa MWC, ang pagkabilanggo sa kahayag sulod sa capillary independente sa refractive index o angle of incidence, busa samtang ang angle of incidence mokunhod, ang light path mahimong mas taas kay sa gitas-on sa capillary (LOP »LC). Sama sa gipakita sa fig. 7(b), ang corrugated metal surface mahimong hinungdan sa light scattering, nga makapausbaw pag-ayo sa optical path.
Busa, adunay duha ka agianan sa kahayag para sa MWC: direktang kahayag nga walay repleksyon (LOP = LC) ug sawtooth nga kahayag nga adunay daghang repleksyon tali sa mga kilid nga bungbong (LOP » LC). Sumala sa balaod ni Beer, ang intensity sa gipasa nga direktang ug zigzag nga kahayag mahimong ipahayag isip PS×exp(-α×LC) ug PZ×exp(-α×LOP) matag usa, diin ang constant α mao ang absorption coefficient, nga hingpit nga nagdepende sa konsentrasyon sa tinta.
Para sa tinta nga taas og konsentrasyon (pananglitan, may kalabutan nga konsentrasyon >1.28 × 10-5), ang zigzag-light kusog nga mikunhod ug ang intensidad niini mas ubos kaysa sa straight-light, tungod sa dako nga absorption-coefficient ug sa mas taas nga optical-path niini. Para sa tinta nga taas og konsentrasyon (pananglitan, may kalabutan nga konsentrasyon nga >1.28 × 10-5), ang zigzag-light kusog nga mikunhod ug ang intensidad niini mas ubos kaysa sa straight-light, tungod sa dako nga absorption-coefficient ug sa mas taas nga optical-path niini. Для чернил с высокой концентрацией (halimbawa, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный слутный слутный его интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и горазогочокти блонента излучения. Para sa tinta nga taas og konsentrasyon (pananglitan, ang relatibong konsentrasyon >1.28×10-5), ang zigzag nga kahayag kusog nga mihinay ug ang intensidad niini mas ubos kay sa direktang kahayag tungod sa dako nga absorption coefficient ug mas taas nga optical emission.agianan.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 ， 厅度， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长Для чернил с высокой концентрацией (halimbawa, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзагообразный светельзначет и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и болети глите длите времени. Para sa mga tinta nga taas og konsentrasyon (pananglitan, mga may kalabutan nga konsentrasyon >1.28×10-5), ang zigzag nga kahayag mihinay pag-ayo ug ang intensidad niini mas ubos kay sa direktang kahayag tungod sa dako nga absorption coefficient ug mas taas nga optical time.gamay nga dalan.Busa, ang direktang kahayag midominar sa absorbance determination (LOP=LC) ug ang AEF gipabiling makanunayon sa ~7.0. Sa kasukwahi, kon ang absorption-coefficient mokunhod uban sa pagkunhod sa konsentrasyon sa tinta (pananglitan, ang may kalabutan nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang intensity sa zigzag-light mas paspas nga motaas kay sa straight-light ug dayon ang zigzag-light magsugod sa pagdula og mas importante nga papel. Sa kasukwahi, kon ang absorption-coefficient mokunhod uban sa pagkunhod sa konsentrasyon sa tinta (pananglitan, ang may kalabutan nga konsentrasyon <1.28 × 10-5), ang intensity sa zigzag-light mas paspas nga motaas kay sa straight-light ug dayon ang zigzag-light magsugod sa pagdula og mas importante nga papel. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, отнцея, относитель2 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, и затем начинает игратоть света. Sa kasukwahi, kon ang absorption coefficient mokunhod uban sa pagkunhod sa konsentrasyon sa tinta (pananglitan, ang relatibong konsentrasyon <1.28×10-5), ang kakusog sa zigzag nga kahayag mas paspas nga motaas kay sa direktang kahayag, ug dayon ang zigzag nga kahayag magsugod sa pagkidlap.mas importante nga papel.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话。相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 关 浓度 ， 关 浓度 1-2 × 1 ， 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 重要更 更 更 更 更 HI的角色。 И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, соответрацил < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого, и тогда зигзагообразнаты чигат более важную роль. Sa laing bahin, kon ang absorption coefficient mokunhod uban sa pagkunhod sa konsentrasyon sa tinta (pananglitan, ang katugbang nga konsentrasyon < 1.28×10-5), ang intensity sa zigzag nga kahayag mas paspas nga motaas kay sa direktang kahayag, ug dayon ang zigzag nga kahayag magsugod sa pagdula og mas importante nga papel.karakter nga papel.Busa, tungod sa sawtooth optical path (LOP » LC), ang AEF mahimong madugangan og labaw pa sa 7.0. Ang tukmang mga kinaiya sa transmission sa kahayag sa MWC makuha gamit ang waveguide mode theory.
Gawas pa sa pagpaayo sa optical path, ang paspas nga pag-ilis sa sample nakatampo usab sa ultra-low detection limits. Tungod sa gamay nga volume sa MCC (0.16 ml), ang oras nga gikinahanglan sa pag-ilis ug pag-ilis sa mga solusyon sa MCC mahimong ubos sa 20 segundos. Sama sa gipakita sa Figure 5, ang minimum detectable value sa AMWC (2.5 × 10–4) 4 ka pilo nga mas ubos kaysa sa Acuvette (1.0 × 10–3). Ang paspas nga pag-ilis sa nagaagay nga solusyon sa capillary nagpamenos sa epekto sa system noise (pananglitan drift) sa katukma sa absorbance difference kon itandi sa retention solution sa cuvette. Pananglitan, sama sa gipakita sa fig. 3(b)-(d), ang ΔV dali nga mailhan gikan sa drift signal tungod sa paspas nga pag-ilis sa sample sa gamay nga volume capillary.
Sama sa gipakita sa Talaan 2, lain-laing mga solusyon sa glucose sa lain-laing konsentrasyon ang giandam gamit ang DI H2O isip solvent. Ang mga stained o blank nga sample giandam pinaagi sa pagsagol sa glucose solution o deionized water uban sa chromogenic solutions sa glucose oxidase (GOD) ug peroxidase (POD) 37 sa fixed volume ratio nga 3:1, matag usa. Sa fig. 8 nagpakita sa optical nga mga litrato sa siyam ka stained samples (S2-S10) nga adunay glucose concentrations gikan sa 2.0 mM (wala) ngadto sa 5.12 nM (tuo). Ang kapula mokunhod uban sa pagkunhod sa glucose concentration.
Ang mga resulta sa mga pagsukod sa mga sample 4, 9, ug 10 gamit ang MWC-based photometer gipakita sa Figs. 9(a)-(c), matag usa. Sama sa gipakita sa fig. 9(c), ang nasukod nga ΔV mahimong dili kaayo lig-on ug hinayhinay nga motaas atol sa pagsukod samtang ang kolor sa GOD-POD reagent mismo (bisan kung wala’y dugang nga glucose) hinayhinay nga mausab sa kahayag. Busa, ang sunod-sunod nga mga pagsukod sa ΔV dili na masubli alang sa mga sample nga adunay konsentrasyon sa glucose nga ubos sa 5.12 nM (sample 10), tungod kay kung ang ΔV igo na ka gamay, ang kawalay kalig-on sa GOD-POD reagent dili na mapasagdan. Busa, ang limitasyon sa pag-ila alang sa glucose solution kay 5.12 nM, bisan kung ang katugbang nga kantidad sa ΔV (0.52 µV) mas dako kaysa sa kantidad sa kasaba (0.03 µV), nga nagpakita nga ang gamay nga ΔV mahimo gihapon nga mamatikdan. Kini nga limitasyon sa pag-ila mahimong mapaayo pa pinaagi sa paggamit sa mas lig-on nga chromogenic reagent.
(a) Mga resulta sa pagsukod para sa sample 4, (b) sample 9, ug (c) sample 10 gamit ang MWC-based photometer.
Ang AMWC absorbance mahimong makalkulo gamit ang gisukod nga Vcolor, Vblank ug Vdark values. Para sa usa ka photodetector nga adunay gain nga 105, ang Vdark kay -0.068 μV. Ang mga sukod para sa tanang sample mahimong ibutang sa supplementary material. Para sa pagtandi, ang mga glucose sample gisukod usab gamit ang spectrophotometer ug ang gisukod nga absorbance sa Acuvette nakaabot sa detection limit nga 0.64 µM (sample 7) sama sa gipakita sa Figure 10.
Ang relasyon tali sa absorbance ug konsentrasyon gipakita sa Figure 11. Gamit ang MWC-based photometer, usa ka 125 ka pilo nga pag-uswag sa detection limit ang nakab-ot kon itandi sa cuvette-based spectrophotometer. Kini nga pag-uswag mas ubos kay sa red ink assay tungod sa dili maayong kalig-on sa GOD-POD reagent. Usa ka non-linear nga pagtaas sa absorbance sa ubos nga konsentrasyon ang naobserbahan usab.
Ang MWC-based photometer gihimo para sa ultra-sensitive detection sa mga liquid sample. Ang optical path mahimong mapalapdan pag-ayo, ug mas taas pa kay sa pisikal nga gitas-on sa MWC, tungod kay ang kahayag nga nagkatag sa corrugated smooth metal sidewalls mahimong masulod sa capillary bisan unsa pa ang anggulo sa incidence. Ang mga konsentrasyon nga ubos sa 5.12 nM makab-ot gamit ang conventional GOD-POD reagents tungod sa bag-ong non-linear optical amplification ug paspas nga sample switching ug glucose detection. Kini nga compact ug barato nga photometer kaylap nga gamiton sa life sciences ug environmental monitoring para sa trace analysis.
Sama sa gipakita sa Figure 1, ang MWC-based photometer gilangkoban sa usa ka 7 cm nga gitas-on nga MWC (inner diameter 1.7 mm, outer diameter 3.18 mm, EP class electropolish inner surface, SUS316L stainless steel capillary), usa ka 505 nm wavelength LED (Thorlabs M505F1), ug mga lente (beam spread nga mga 6.6 degrees), variable gain photodetector (Thorlabs PDB450C) ug duha ka T-connector para sa optical communication ug liquid in/out. Ang T-connector gihimo pinaagi sa pag-bonding sa usa ka transparent quartz plate ngadto sa usa ka PMMA tube diin ang MWC ug Peek tubes (0.72 mm ID, 1.6 mm OD, Vici Valco Corp.) hugot nga gisulod ug gipapilit. Usa ka three-way valve nga konektado sa Pike inlet tube ang gigamit sa pag-switch sa mosulod nga sample. Ang photodetector maka-convert sa nadawat nga optical power P ngadto sa usa ka amplified voltage signal nga N×V (diin ang V/P = 1.0 V/W sa 1550 nm, ang gain N mahimong mano-manong i-adjust sa range nga 103-107). Para sa kamubo, ang V gigamit imbes nga N×V isip output signal.
Sa pagtandi, usa ka komersyal nga spectrophotometer (Agilent Technologies Cary 300 series nga adunay R928 High Efficiency Photomultiplier) nga adunay 1.0 cm cuvette cell ang gigamit usab sa pagsukod sa absorbance sa mga likido nga sample.
Ang sulod nga nawong sa MWC cut gisusi gamit ang optical surface profiler (ZYGO New View 5022) nga adunay bertikal ug lateral nga resolusyon nga 0.1 nm ug 0.11 µm, matag usa.
Ang tanang kemikal (analytical grade, wala nay dugang nga purification) gipalit gikan sa Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Ang mga glucose test kit naglakip sa glucose oxidase (GOD), peroxidase (POD), 4-aminoantipyrine ug phenol, ug uban pa. Ang chromogenic solution giandam gamit ang naandan nga GOD-POD 37 nga pamaagi.
Sama sa gipakita sa Talaan 2, lain-laing mga solusyon sa glucose sa lain-laing mga konsentrasyon ang giandam gamit ang DI H2O isip diluent gamit ang serial dilution method (tan-awa ang Supplementary Materials para sa mga detalye). Pag-andam og mga stained o blank sample pinaagi sa pagsagol sa glucose solution o deionized water uban sa chromogenic solution sa fixed volume ratio nga 3:1, matag usa. Ang tanang sample gitipigan sa 37°C nga gipanalipdan gikan sa kahayag sulod sa 10 minutos sa dili pa ang pagsukod. Sa pamaagi sa GOD-POD, ang mga stained sample mahimong pula nga adunay absorption maximum sa 505 nm, ug ang absorption halos proporsyonal sa glucose concentration.
Sama sa gipakita sa Talaan 1, usa ka serye sa mga solusyon sa pula nga tinta (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, China) ang giandam pinaagi sa serial dilution method gamit ang DI H2O isip solvent.
Unsaon pagkutlo niini nga artikulo: Bai, M. et al. Compact photometer nga gibase sa metal waveguide capillaries: para sa pagtino sa nanomolar concentrations sa glucose. the science. 5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Pagdugang sa katukma sa pag-analisar sa likido ug pagkontrol sa pH-value gamit ang liquid-core waveguide. Dress, P. & Franke, H. Pagdugang sa katukma sa pag-analisar sa likido ug pagkontrol sa pH-value gamit ang liquid-core waveguide.Dress, P. ug Franke, H. Pagpauswag sa katukma sa pag-analisar sa likido ug pagkontrol sa pH gamit ang usa ka liquid core waveguide. Dress, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pH 值控制的准确性。 Dress, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pHDress, P. ug Franke, H. Pagpauswag sa katukma sa pag-analisar sa likido ug pagkontrol sa pH gamit ang mga liquid core waveguide.Balhin ngadto sa siyensya. metro. 68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Padayon nga kolorimetrikong pagtino sa gamay nga ammonium sa tubig sa dagat gamit ang usa ka long-path liquid waveguide capillary cell. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Padayon nga kolorimetrikong pagtino sa gamay nga ammonium sa tubig sa dagat gamit ang usa ka long-path liquid waveguide capillary cell.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ug Hansel, DA Padayon nga kolorimetrikong pagtino sa gamay nga kantidad sa ammonium sa tubig sa dagat gamit ang capillary cell nga adunay liquid waveguide. Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA 用长程液体波导毛细管连续比色测定海水中的痕量铵。 Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ ug Hansel, DA Padayon nga kolorimetrikong pagtino sa gamay nga kantidad sa ammonium sa tubig sa dagat gamit ang long-range liquid waveguide capillaries.Kemistri sa Marso. 96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Review sa bag-o nga mga aplikasyon sa liquid waveguide capillary cell sa mga teknik sa pag-analisa nga gibase sa agos aron mapalambo ang pagkasensitibo sa mga pamaagi sa spectroscopic detection. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Review sa bag-o nga mga aplikasyon sa liquid waveguide capillary cell sa mga teknik sa pag-analisa nga gibase sa agos aron mapalambo ang pagkasensitibo sa mga pamaagi sa spectroscopic detection.Pascoa, RNMJ, Toth, IV ug Rangel, AOSS Usa ka pagrepaso sa bag-o nga mga aplikasyon sa liquid waveguide capillary cell sa mga teknik sa pag-analisa sa agos aron mapauswag ang pagkasensitibo sa mga pamaagi sa pag-ila sa spectroscopic. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV ug 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，以提高光谱是救。 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 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 纵敏度 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 ug Rangel, AOSS Usa ka pagrepaso sa bag-o nga mga aplikasyon sa liquid waveguide capillary cells sa mga pamaagi sa pag-analisa nga gibase sa agos aron mapalambo ang pagkasensitibo sa mga pamaagi sa pag-ila sa spectroscopic.anus. Chim. Act 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Imbestigasyon sa gibag-on sa Ag, AgI films sa capillary para sa hollow waveguides. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Imbestigasyon sa gibag-on sa Ag, AgI films sa capillary para sa hollow waveguides.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. ug Shen J. Imbestigasyon sa gibag-on sa mga pelikula nga Ag, AgI sa capillary para sa mga hollow waveguide. 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. Panukiduki sa gibag-on sa nipis nga pelikula sa Ag ug AgI sa air duct.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. ug Shen J. Imbestigasyon sa gibag-on sa nipis nga pelikula nga Ag, AgI sa mga hollow waveguide capillaries.Pisika sa infrared. teknolohiya 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Pagtino sa nanomolar nga konsentrasyon sa phosphate sa natural nga katubigan gamit ang flow injection nga adunay taas nga path length liquid waveguide capillary cell ug solid-state spectrophotometric detection. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Pagtino sa nanomolar nga konsentrasyon sa phosphate sa natural nga katubigan gamit ang flow injection nga adunay taas nga path length liquid waveguide capillary cell ug solid-state spectrophotometric detection.Gimbert, LJ, Haygarth, PM ug Worsfold, PJ Pagtino sa mga konsentrasyon sa nanomolar phosphate sa natural nga katubigan gamit ang flow injection nga adunay liquid waveguide capillary cell ug solid-state spectrophotometric detection. 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 Pagtino sa konsentrasyon sa phosphate sa natural nga tubig gamit ang likido nga syringe ug long-range liquid waveguide capillary tube.Gimbert, LJ, Haygarth, PM ug Worsfold, PJ Pagtino sa nanomolar phosphate sa natural nga tubig gamit ang injection flow ug capillary waveguide nga adunay taas nga optical path ug solid-state spectrophotometric detection.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearity ug epektibong optical pathlength sa liquid waveguide capillary cells. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearity ug epektibong optical pathlength sa liquid waveguide capillary cells.Belz M., Dress P., Suhitsky A. ug Liu S. Linearity ug epektibong optical path length sa liquid waveguides sa capillary cells. 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. Ang linearidad ug epektibong gitas-on sa likidong tubig.Belz M., Dress P., Suhitsky A. ug Liu S. Linear ug epektibo nga gitas-on sa optical path sa capillary cell liquid wave.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Kahayag sa tumoy sa tunel: bag-o nga analitikal nga aplikasyon sa liquid-core waveguides. Dallas, T. & Dasgupta, PK Kahayag sa tumoy sa tunel: bag-o nga analitikal nga aplikasyon sa liquid-core waveguides.Dallas, T. ug Dasgupta, PK Kahayag sa tumoy sa tunel: bag-o nga analitikal nga mga aplikasyon sa liquid-core waveguides. Dallas, T. & Dasgupta, PK Kahayag sa tumoy sa tunel：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Kahayag sa tumoy sa tunel：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. ug Dasgupta, PK Kahayag sa tumoy sa tunel: ang pinakabag-o nga analitikal nga aplikasyon sa liquid-core waveguides.TrAC, pag-analisar sa uso. Kemikal. 23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Usa ka magamit nga total internal reflection photometric detection cell para sa flow analysis. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Usa ka magamit nga total internal reflection photometric detection cell para sa flow analysis.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR ug McKelvey, ID Universal photometric total internal reflection cell para sa pag-analisa sa agos. 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 ug McKelvey, ID Universal TIR photometric cell para sa pag-analisa sa agos.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-reflection photometric flow cell para gamiton sa flow injection analysis sa mga tubig sa estuarine. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multi-reflection photometric flow cell para gamiton sa flow injection analysis sa mga tubig sa estuarine.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ ug McKelvey, ID Usa ka multi-reflectance photometric flow cell nga gamiton sa pag-analisa sa agos sa katubigan sa estuarine. 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 ug McKelvey, ID Usa ka multi-reflectance photometric flow cell para sa flow injection analysis sa katubigan sa estuarine.anus Chim. Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Photometer nga ginama sa kamot base sa liquid-core waveguide absorption detection para sa mga sample nga nanoliter-scale. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Photometer nga ginama sa kamot base sa liquid-core waveguide absorption detection para sa mga sample nga nanoliter-scale.Pan, J.-Z., Yao, B. ug Fang, K. Usa ka hand-held photometer nga gibase sa liquid-core wavelength absorption detection para sa mga nanoliter-scale nga sample. 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. Base sa 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. ug Fang, K. Usa ka hand-held photometer nga adunay nanoscale sample nga gibase sa pag-detect sa absorption sa usa ka liquid core wave.Kemikal sa anus. 82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z. Dugangi ang pagkasensitibo sa pag-analisa sa agos sa ineksyon pinaagi sa paggamit sa usa ka capillary flow cell nga adunay taas nga optical path para sa spectrophotometric detection. anus. ang siyensya. 22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Aplikasyon sa Liquid capillary waveguide sa absorbance spectroscopy (Tubag sa komento ni Byrne ug Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Aplikasyon sa Liquid capillary waveguide sa absorbance spectroscopy (Tubag sa komento ni Byrne ug Kaltenbacher).D'Sa, EJ ug Steward, RG Mga aplikasyon sa liquid capillary waveguides sa absorption spectroscopy (Tubag sa mga komento nila ni Byrne ug 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 Paggamit sa likido 毛绿波波对在absorption spectrum（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ ug Steward, RG Liquid capillary waveguides para sa absorption spectroscopy (isip tubag sa mga komento nila ni Byrne ug Kaltenbacher).limonol. Oceanographer. 46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Fiber optic evanescent field absorption sensor: Epekto sa mga parametro sa fiber ug geometry sa probe. Khijwania, SK & Gupta, BD Fiber optic evanescent field absorption sensor: Epekto sa mga parametro sa fiber ug geometry sa probe.Hijvania, SK ug Gupta, BD Fiber Optic Evanescent Field Absorption Sensor: Impluwensya sa mga Parameter sa Fiber ug Probe Geometry. Khijwania, SK & Gupta, BD 光纤倏逝场吸收传感器：光纤参数和探头几何形状的影响。 Khijwania, SK & Gupta, BDHijvania, SK ug Gupta, BD Evanescent field absorption fiber optic sensors: impluwensya sa mga parametro sa fiber ug probe geometry.Optika ug Kwantum nga Elektroniko 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Angular nga output sa haw-ang, metal-lined, waveguide Raman sensors. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Angular nga output sa haw-ang, metal-lined, waveguide Raman sensors.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. ug Woodruff, SD Angular output sa hollow waveguide Raman sensors nga adunay metal lining. 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. ug Woodruff, SD Angular output sa usa ka Raman sensor nga adunay hubo nga metal waveguide.aplikasyon sa pagpili 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Usa ka kinatibuk-ang paglantaw sa mga hollow waveguide para sa IR transmission. fiber integration. para mapilian. 19, 211–227 (2000).