Tankewol foar jo besite oan Nature.com. De browserferzje dy't jo brûke hat beheinde CSS-stipe. Foar de bêste ûnderfining riede wy jo oan om in bywurke browser te brûken (of kompatibiliteitsmodus yn Internet Explorer út te skeakeljen). Yn 'e tuskentiid, om trochgeande stipe te garandearjen, sille wy de side sûnder stilen en JavaScript werjaan.
Spoaranalyse fan floeibere samples hat in breed skala oan tapassingen yn 'e libbenswittenskippen en miljeumonitoring. Yn dit wurk hawwe wy in kompakte en goedkeape fotometer ûntwikkele basearre op metalen golfliederkapillaren (MCC's) foar ultragefoelige bepaling fan absorpsje. It optyske paad kin sterk fergrutte wurde, en folle langer as de fysike lingte fan 'e MWC, om't ljocht ferspraat troch de golfde glêde metalen sydwanden binnen de kapillêr kin wurde befette, nettsjinsteande de ynfalhoeke. Konsintraasjes sa leech as 5,12 nM kinne wurde berikt mei gewoane chromogene reagentia troch nije net-lineare optyske amplifikaasje en rappe samplewikseling en glukosedeteksje.
Fotometry wurdt in soad brûkt foar spoaranalyse fan floeibere samples fanwegen de oerfloed oan beskikbere chromogene reagentia en healgeleider opto-elektronyske apparaten1,2,3,4,5. Yn ferliking mei tradisjonele kuvette-basearre absorbânsjebepaling, reflektearje (TIR) ​​floeibere golfgeleider (LWC) kapillaren troch it sondeljocht binnen de kapillêr te hâlden1,2,3,4,5. Sûnder fierdere ferbettering is it optyske paad lykwols allinich tichtby de fysike lingte fan LWC3.6, en it fergrutsjen fan 'e LWC-lingte boppe 1,0 m sil lije oan sterke ljochtferswakking en in heech risiko op bubbels, ensfh.3, 7. Wat de foarstelde multirefleksjesel oanbelanget foar ferbetteringen fan it optyske paad, wurdt de deteksjelimyt allinich ferbettere mei in faktor fan 2,5-8,9.
Der binne op it stuit twa haadtypen LWC, nammentlik Teflon AF-kapillaren (mei in brekingsyndeks fan mar ~1.3, wat leger is as dy fan wetter) en silika-kapillaren bedekt mei Teflon AF of metaalfilms1,3,4. Om TIR te berikken op it ynterface tusken diëlektryske materialen binne materialen mei in lege brekingsyndeks en hege ljochtynfalhoeken nedich3,6,10. Mei respekt foar Teflon AF-kapillaren is Teflon AF ademend fanwegen syn poreuze struktuer3,11 en kin lytse hoemannichten stoffen yn wettermonsters opnimme. Foar kwartskapillaren dy't oan 'e bûtenkant bedekt binne mei Teflon AF of metaal, is de brekingsyndeks fan kwarts (1.45) heger as de measte floeibere monsters (bygelyks 1.33 foar wetter)3,6,12,13. Foar kapillaren bedekt mei in metaalfilm binnenin binne transporteigenskippen bestudearre14,15,16,17,18, mar it coatingproses is yngewikkeld, it oerflak fan 'e metaalfilm hat in rûge en poreuze struktuer4,19.
Derneist hawwe kommersjele LWC's (AF Teflon Coated Capillaries en AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) wat oare neidielen, lykas: foar flaters. It grutte deade folume fan 'e TIR3,10, (2) T-ferbining (om kapillaren, fezels en ynlaat-/útlaatbuizen te ferbinen) kin loftbellen fange10.
Tagelyk is it bepalen fan glukosenivo's fan grut belang foar de diagnoaze fan diabetes, leversirrose en geastlike sykte20. en in protte deteksjemetoaden lykas fotometry (ynklusyf spektrofotometry21, 22, 23, 24, 25 en kolorimetry op papier26, 27, 28), galvanometry29, 30, 31, fluorometry32, 33, 34, 35, optyske polarimetry36, oerflakplasmonresonânsje37, Fabry-Perot-holte38, elektrochemy39 en kapillêre elektroforese40,41 en sa fierder. De measte fan dizze metoaden fereaskje lykwols djoere apparatuer, en it opspoaren fan glukose by ferskate nanomolêre konsintraasjes bliuwt in útdaging (bygelyks foar fotometryske mjittingen21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, de leechste konsintraasje fan glukose). de beheining wie mar 30 nM doe't Prusysk blauwe nanopartikels waarden brûkt as peroxidase-mimika). Nanomolêre glukose-analyses binne faak fereaske foar sellulêre stúdzjes op molekulêr nivo, lykas ynhibysje fan 'e groei fan minsklike prostaatkanker42 en it CO2-fiksaasjegedrach fan Prochlorococcus yn 'e oseaan.
Yn dit artikel waard in kompakte, goedkeape fotometer basearre op in metalen golfliederkapillêr (MWC), in SUS316L roestfrij stiel kapillêr mei in elektropoleare binnenflak, ûntwikkele foar ultragefoelige absorpsjebepaling. Om't ljocht yn metalen kapillêrs finzen wurde kin, nettsjinsteande de ynfalhoeke, kin it optyske paad sterk fergrutte wurde troch ljochtfersprieding op golffoarmige en glêde metalen oerflakken, en is folle langer as de fysike lingte fan 'e MWC. Derneist waard in ienfâldige T-ferbining ûntworpen foar de optyske ferbining en floeistofynlaat/útlaat om deade folume te minimalisearjen en bellenfanging te foarkommen. Foar de 7 sm MWC-fotometer is de deteksjelimyt sawat 3000 kear ferbettere yn ferliking mei de kommersjele spektrofotometer mei 1 sm kuvette troch de nije ferbettering fan it net-lineare optyske paad en rappe stekproefwikseling, en de glukosedeteksjekonsintraasje kin ek mar 5,12 nM berikt wurde mei gewoane chromogene reagentia.
Lykas te sjen is yn figuer 1, bestiet de op MWC basearre fotometer út in 7 sm lange MWC mei in elektropoleare binnenflak fan EP-kwaliteit, in 505 nm LED mei in lens, in ferstelbere fersterkingsfotodetektor, en twa foar optyske koppeling en floeistofynfier. Útgong. In trijewegklep ferbûn mei de Pike-ynlaatbuis wurdt brûkt om it ynkommende stekproef te wikseljen. De Peek-buis past strak tsjin 'e kwartsplaat en MWC oan, sadat it deade folume yn 'e T-ferbining minimaal hâlden wurdt, wêrtroch effektyf foarkomt wurdt dat luchtbellen finzen wurde. Derneist kin de kollimearre striel maklik en effisjint yn 'e MWC ynfierd wurde fia de T-stik kwartsplaat.
De striel en floeibere stekproef wurde yn 'e MCC ynfierd fia in T-stik, en de striel dy't troch de MCC giet wurdt ûntfongen troch in fotodetektor. Ynkommende oplossingen fan kleurde of lege stekproeven waarden ôfwikseljend yn 'e ICC ynfierd fia in trijewegklep. Neffens de wet fan Beer kin de optyske tichtheid fan in kleurd stekproef berekkene wurde út de fergeliking. 1.10
wêrby't Vcolor en Vblank de útfiersignalen binne fan 'e fotodetektor as kleur- en blanke samples yn 'e MCC ynfierd wurde, en Vdark it eftergrûnsignaal fan 'e fotodetektor is as de LED út is. De feroaring yn it útfiersignaal ΔV = Vcolor–Vblank kin metten wurde troch samples te wikseljen. Neffens de fergeliking. Lykas te sjen is yn figuer 1, as ΔV folle lytser is as Vblank–Vdark, kinne lytse feroarings yn Vblank (bygelyks drift) by it brûken fan in sampling-wikselskema in lyts effekt hawwe op 'e AMWC-wearde.
Om de prestaasjes fan 'e MWC-basearre fotometer te fergelykjen mei de kuvette-basearre spektrofotometer, waard in reade inketoplossing brûkt as kleurmonster fanwegen syn poerbêste kleurstabiliteit en goede konsintraasje-absorbânsjelineariteit, DI H2O as in blanko monster. Lykas te sjen is yn tabel 1, waard in searje reade inketoplossingen taret mei de seriële ferdunningsmetoade mei DI H2O as oplosmiddel. De relative konsintraasje fan monster 1 (S1), net-ferdunde orizjinele reade ferve, waard bepaald as 1.0. Op fig. 2 toant figuer 2 optyske foto's fan 11 reade inketmonsters (S4 oant S14) mei relative konsintraasjes (neamd yn tabel 1) fariearjend fan 8.0 × 10–3 (lofts) oant 8.2 × 10–10 (rjochts).
De mjitresultaten foar stekproef 6 wurde werjûn yn ôfb. 3(a). De punten fan wikseljen tusken kleurde en lege stekproeven binne yn 'e figuer markearre mei dûbele pylken "↔". It is te sjen dat de útgongsspanning rap tanimt by it wikseljen fan kleurstesten nei lege stekproeven en oarsom. Vkleur, Vblank en de oerienkommende ΔV kinne wurde krigen lykas werjûn yn 'e figuer.
(a) Mjitresultaten foar stekproef 6, (b) stekproef 9, (c) stekproef 13, en (d) stekproef 14 mei in MWC-basearre fotometer.
De mjitresultaten foar samples 9, 13 en 14 wurde werjûn yn respektivelik ôfb. 3(b)-(d). Lykas te sjen is yn figuer 3(d), is de mjitten ΔV mar 5 nV, wat hast 3 kear de rûswearde is (2 nV). In lytse ΔV is lestich te ûnderskieden fan rûs. Sa berikte de deteksjelimyt in relative konsintraasje fan 8,2 × 10-10 (sample 14). Mei help fan fergelikingen. 1. AMWC-absorbânsje kin berekkene wurde út mjitten Vcolor-, Vblank- en Vdark-wearden. Foar in fotodetektor mei in fersterking fan 104 is Vdark -0,68 μV. De mjitresultaten foar alle samples binne gearfette yn tabel 1 en kinne fûn wurde yn it oanfoljende materiaal. Lykas te sjen is yn tabel 1, is de absorbânsje fûn by hege konsintraasjes verzadigd, dus absorbânsje boppe 3,7 kin net metten wurde mei MWC-basearre spektrometers.
Ter ferliking waard in read inketmonster ek metten mei in spektrofotometer en de metten Acuvette-absorbânsje wurdt werjûn yn figuer 4. De Acuvette-wearden by 505 nm (lykas werjûn yn tabel 1) waarden krigen troch te ferwizen nei de krommen fan samples 10, 11 of 12 (lykas werjûn yn 'e ynfoegsel). (Fig. 4) as basisline. Lykas werjûn, berikte de deteksjelimyt in relative konsintraasje fan 2,56 x 10-6 (sample 9) om't de absorpsjekrommen fan samples 10, 11 en 12 net fan elkoar te ûnderskieden wiene. Sa waard by it brûken fan 'e MWC-basearre fotometer de deteksjelimyt ferbettere mei in faktor 3125 yn ferliking mei de kuvette-basearre spektrofotometer.
Ofhinklikens fan absorpsje-konsintraasje wurdt werjûn yn Fig. 5. Foar kuvette-mjittingen is de absorpsje evenredich mei de inketkonsintraasje by in paadlingte fan 1 sm. Wylst foar MWC-basearre mjittingen in net-lineare tanimming fan absorpsje waarnommen waard by lege konsintraasjes. Neffens de wet fan Beer is absorpsje evenredich mei de optyske paadlingte, sadat de absorpsjewinst AEF (definiearre as AEF = AMWC/Acuvette by deselde inketkonsintraasje) de ferhâlding is fan MWC ta de optyske paadlingte fan 'e kuvette. Lykas te sjen is yn Figuer 5, is by hege konsintraasjes de konstante AEF om de 7.0 hinne, wat ridlik is, om't de lingte fan 'e MWC presys 7 kear de lingte is fan in kuvette fan 1 sm. By lege konsintraasjes (relatearre konsintraasje <1,28 × 10-5) nimt AEF lykwols ta mei ôfnimmende konsintraasje en soe in wearde fan 803 berikke by in relatearre konsintraasje fan 8,2 × 10-10 troch de kromme fan kuvette-basearre mjitting te ekstrapolearjen. By lege konsintraasjes (relatearre konsintraasje <1,28 × 10-5) nimt AEF lykwols ta mei ôfnimmende konsintraasje en soe in wearde fan 803 berikke by in relatearre konsintraasje fan 8,2 × 10-10 troch de kromme fan kuvette-basearre mjitting te ekstrapolearjen. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с умениценик может достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции крительной концентрации. By lege konsintraasjes (relative konsintraasje <1,28 × 10–5) nimt de AEF lykwols ta mei ôfnimmende konsintraasje en kin in wearde fan 803 berikke by in relative konsintraasje fan 8,2 × 10–10 as ekstrapolearre fanút in op kuvetten basearre mjitkromme.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，在相兦浓在相兦浓在相兦时将达到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 并 并基于 比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8.2 × 10-10 时 达到 达到 达到 达到〼。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается сумиц и при экстраполяции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной конценцентельной конценцентрации 80,10 × 80,10 × 80,10. By lege konsintraasjes (relevante konsintraasjes < 1,28 × 10-5) nimt de AED lykwols ta mei ôfnimmende konsintraasje, en as it ekstrapolearre wurdt fan in op kuvetten basearre mjitkromme, berikt it in relative konsintraasjewearde fan 8,2 × 10–10 803.Dit resultearret yn in oerienkommende optyske paad fan 803 sm (AEF × 1 sm), wat folle langer is as de fysike lingte fan 'e MWC, en sels langer as de langste kommersjeel beskikbere LWC (500 sm fan World Precision Instruments, Inc.). Doko Engineering LLC hat in lingte fan 200 sm). Dizze net-lineare tanimming fan absorpsje yn 'e LWC is net earder rapportearre.
Op fig. 6(a)-(c) wurde respektivelik in optyske ôfbylding, in mikroskoopôfbylding en in optyske profilerôfbylding fan it binnenste oerflak fan 'e MWC-seksje sjen litten. Lykas te sjen is yn fig. 6(a), is it binnenste oerflak glêd en glânzjend, kin it sichtber ljocht reflektearje en is it tige reflektearjend. Lykas te sjen is yn fig. 6(b), ferskine lytse mesa's en ûnregelmjittichheden op it glêde oerflak fanwegen de ferfoarmberens en kristallijne aard fan it metaal. Mei it each op in lyts gebiet (<5 μm × 5 μm) is de rûchheid fan it measte oerflak minder as 1,2 nm (Fig. 6(c)). Mei it each op in lyts gebiet (<5 μm × 5 μm) is de rûchheid fan it measte oerflak minder as 1,2 nm (Fig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (ри)с. Fanwegen it lytse oerflak (<5 µm × 5 µm) is de rûchheid fan it meastepart fan it oerflak minder as 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 (mûn. 6,2 mûne). Mei it each op it lytse gebiet (<5 µm × 5 µm), is de rûchheid fan de measte oerflakken minder as 1,2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Optyske ôfbylding, (b) mikroskoopôfbylding, en (c) optyske ôfbylding fan it ynterne oerflak fan 'e MWC-snede.
Lykas te sjen is yn fig. 7(a), wurdt it optyske paad LOP yn 'e kapillêr bepaald troch de ynfalhoeke θ (LOP = LC/sinθ, wêrby't LC de fysike lingte fan 'e kapillêr is). Foar Teflon AF-kapillaren fol mei DI H2O moat de ynfalhoeke grutter wêze as de krityske hoeke fan 77,8°, sadat de LOP minder is as 1,02 × LC sûnder fierdere ferbettering3.6. Wylst, mei MWC, de opsluting fan ljocht yn 'e kapillêr ûnôfhinklik is fan brekingsyndeks of ynfalhoeke, kin it ljochtpaad folle langer wêze as de lingte fan 'e kapillêr (LOP » LC). Lykas te sjen is yn fig. 7(b), kin it golfplaatmetaal oerflak ljochtfersprieding indusearje, wat it optyske paad sterk kin fergrutsje.
Dêrom binne der twa ljochtpaden foar MWC: direkt ljocht sûnder refleksje (LOP = LC) en seagetoskljocht mei meardere refleksjes tusken de sydmuorren (LOP » LC). Neffens de wet fan Beer kin de yntensiteit fan it trochstjoerde direkte en sigzagljocht útdrukt wurde as PS×exp(-α×LC) en PZ×exp(-α×LOP) respektivelik, wêrby't de konstante α de absorpsjekoëffisjint is, dy't folslein ôfhinklik is fan 'e inketkonsintraasje.
Foar inket mei in hege konsintraasje (bygelyks, relatearre konsintraasje >1.28 × 10-5), is it sigzagljocht sterk ferswakke en is de yntensiteit folle leger as dy fan rjocht ljocht, fanwegen de grutte absorpsjekoëffisjint en syn folle langere optyske paad. Foar inket mei in hege konsintraasje (bygelyks, relatearre konsintraasje >1.28 × 10-5), is it sigzagljocht sterk ferswakke en is de yntensiteit folle leger as dy fan rjocht ljocht, fanwegen de grutte absorpsjekoëffisjint en syn folle langere optyske paad. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный, а его интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощенолиз игон оптического излучения. Foar inket mei hege konsintraasje (bygelyks relative konsintraasje >1.28×10-5), wurdt it sigzagljocht sterk ferswakke en is de yntensiteit folle leger as dy fan direkt ljocht fanwegen de grutte absorpsjekoëffisjint en folle langere optyske emisje.spoar.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 徺 徺 大 ）直光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 长 长 镕 长 长 长 长Для чернил с высокой концентрацией (foarbyld, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзагообразтель ослабляется, и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэфициента длительного оптического времени. Foar inkten mei in hege konsintraasje (bygelyks, relevante konsintraasjes >1.28×10-5), wurdt it sigzagljocht signifikant ferswakke en is de yntensiteit folle leger as dy fan direkt ljocht fanwegen de grutte absorpsjekoëffisjint en langere optyske tiid.lytse dyk.Sa dominearre direkt ljocht de absorbânsjebepaling (LOP=LC) en de AEF waard konstant hâlden op ~7.0. Yn tsjinstelling, as de absorpsjekoëffisjint ôfnimt mei ôfnimmende inktkonsintraasje (bgl., relatearre konsintraasje <1.28 × 10-5), nimt de yntensiteit fan sigzagljocht rapper ta as dy fan rjocht ljocht en dan begjint sigzagljocht in wichtiger rol te spyljen. Yn tsjinstelling, as de absorpsjekoëffisjint ôfnimt mei ôfnimmende inktkonsintraasje (bgl., relatearre konsintraasje <1.28 × 10-5), nimt de yntensiteit fan sigzagljocht rapper ta as dy fan rjocht ljocht en dan begjint sigzagljocht in wichtiger rol te spyljen. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил <1,28 × 10-5) зигзагообразный свет. Krektoarsom, as de absorpsjekoëffisjint ôfnimt mei ôfnimmende inktkonsintraasje (bygelyks, de relative konsintraasje <1.28 × 10-5), nimt de yntensiteit fan it sigzagljocht rapper ta as dy fan it direkte ljocht, en dan begjint it sigzagljocht te spyljen.wichtiger rol.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<1.28×10-10 ），Z字形光的强度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥作用一秄洉艳相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相哺 浓哺 浓关 浓关 浓关10-5） ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 齜用 万 踦更 更 更 更 更 更 更 更 HI的角色. И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (n. концентрация < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого, игогозого свет начинает играть более важную роль. Omkeard, as de absorpsjekoëffisjint ôfnimt mei ôfnimmende inketkonsintraasje (bygelyks, de oerienkommende konsintraasje < 1.28 × 10-5), nimt de yntensiteit fan it sigzagljocht rapper ta as it direkte ljocht, en dan begjint it sigzagljocht in wichtiger rol te spyljen.rol karakter.Dêrom, troch it seagetoske optyske paad (LOP » LC), kin de AEF folle mear as 7.0 ferhege wurde. Krekte ljochtoerdrachtskarakteristiken fan MWC kinne krigen wurde mei help fan weachliedermodusteory.
Neist it ferbetterjen fan it optyske paad draacht rappe stekproefwikseling ek by oan ultra-lege deteksjegrinzen. Fanwegen it lytse folume fan MCC (0.16 ml) kin de tiid dy't nedich is om oplossingen yn MCC te wikseljen en te feroarjen minder as 20 sekonden wêze. Lykas te sjen is yn figuer 5, is de minimale detektearbere wearde fan AMWC (2.5 × 10–4) 4 kear leger as dy fan Acuvette (1.0 × 10–3). It rappe wikseljen fan 'e streamende oplossing yn 'e kapillêr ferminderet it effekt fan systeemrûs (bygelyks drift) op 'e krektens fan it ferskil yn absorbânsje yn ferliking mei de retinsjeoplossing yn 'e kuvette. Bygelyks, lykas te sjen is yn fig. 3(b)-(d), kin ΔV maklik ûnderskieden wurde fan in driftsignaal troch rappe stekproefwikseling yn 'e kapillêr mei lyts folume.
Lykas te sjen is yn tabel 2, waarden in ferskaat oan glukoaze-oplossingen mei ferskate konsintraasjes taret mei DI H2O as oplosmiddel. Kleurde of blanko samples waarden taret troch it mingen fan glukoaze-oplossing of deionisearre wetter mei chromogene oplossingen fan glukoaze-oksidase (GOD) en peroksidase (POD) 37 yn in fêste folumeferhâlding fan respektivelik 3:1. Fig. 8 toant optyske foto's fan njoggen kleurde samples (S2-S10) mei glukoaze-konsintraasjes fariearjend fan 2,0 mM (lofts) oant 5,12 nM (rjochts). Readens nimt ôf mei ôfnimmende glukoaze-konsintraasje.
De resultaten fan mjittingen fan samples 4, 9 en 10 mei in MWC-basearre fotometer wurde werjûn yn respektivelik ôfb. 9(a)-(c). Lykas te sjen is yn ôfb. 9(c), wurdt de metten ΔV minder stabyl en nimt stadichoan ta tidens de mjitting, om't de kleur fan it GOD-POD-reagens sels (sels sûnder glukoaze ta te foegjen) stadichoan feroaret yn it ljocht. Sa kinne opienfolgjende ΔV-mjittingen net werhelle wurde foar samples mei in glukoazekonsintraasje fan minder as 5,12 nM (sample 10), om't as ΔV lyts genôch is, de ynstabiliteit fan it GOD-POD-reagens net langer negearre wurde kin. Dêrom is de deteksjelimyt foar glukoaze-oplossing 5,12 nM, hoewol de oerienkommende ΔV-wearde (0,52 µV) folle grutter is as de rûswearde (0,03 µV), wat oanjout dat in lytse ΔV noch altyd detektearre wurde kin. Dizze deteksjelimyt kin fierder ferbettere wurde troch it brûken fan stabiler chromogene reagentia.
(a) Mjitresultaten foar stekproef 4, (b) stekproef 9, en (c) stekproef 10 mei in MWC-basearre fotometer.
De AMWC-absorbânsje kin berekkene wurde mei de mjitten Vcolor-, Vblank- en Vdark-wearden. Foar in fotodetektor mei in fersterking fan 105 is Vdark -0,068 μV. Mjittingen foar alle samples kinne ynsteld wurde yn it oanfoljende materiaal. Foar ferliking waarden glukose-samples ek mjitten mei in spektrofotometer en de mjitten absorbânsje fan Acuvette berikte in deteksjelimyt fan 0,64 µM (sample 7) lykas werjûn yn figuer 10.
De relaasje tusken absorbânsje en konsintraasje wurdt werjûn yn figuer 11. Mei de MWC-basearre fotometer waard in 125-fâldige ferbettering yn deteksjelimyt berikt yn ferliking mei de kuvette-basearre spektrofotometer. Dizze ferbettering is leger as de reade inket-assay fanwegen de minne stabiliteit fan it GOD-POD-reagens. In net-lineaire tanimming fan absorbânsje by lege konsintraasjes waard ek waarnommen.
De op MWC basearre fotometer is ûntwikkele foar de ultragefoelige deteksje fan floeibere samples. It optyske paad kin sterk fergrutte wurde, en folle langer as de fysike lingte fan 'e MWC, om't ljocht ferspraat troch de golfde glêde metalen sydwanden binnen de kapillêr kin wurde befette, nettsjinsteande de ynfalhoeke. Konsintraasjes sa leech as 5,12 nM kinne wurde berikt mei konvinsjonele GOD-POD-reagentia tanksij nije net-lineare optyske fersterking en rappe samplewikseling en glukosedeteksje. Dizze kompakte en goedkeape fotometer sil breed brûkt wurde yn libbenswittenskippen en miljeumonitoring foar spoaranalyse.
Lykas te sjen is yn figuer 1, bestiet de op MWC basearre fotometer út in 7 sm lange MWC (binnendiameter 1,7 mm, bûtendiameter 3,18 mm, elektropoleare binnenflak fan EP-klasse, SUS316L roestfrij stiel kapillêr), in LED mei in golflingte fan 505 nm (Thorlabs M505F1), en lenzen (strielfersprieding sawat 6,6 graden), in fotodetektor mei fariabele fersterking (Thorlabs PDB450C) en twa T-ferbiningen foar optyske kommunikaasje en floeistof yn/út. De T-ferbining wurdt makke troch in transparante kwartsplaat te ferbinen mei in PMMA-buis wêryn't MWC- en Peek-buizen (0,72 mm ID, 1,6 mm OD, Vici Valco Corp.) strak ynfoege en lijmd binne. In trijewegklep ferbûn mei de Pike-ynlaatbuis wurdt brûkt om it ynkommende sample te wikseljen. De fotodetektor kin it ûntfongen optyske fermogen P omsette yn in fersterke spanningssignaal N×V (wêrby't V/P = 1.0 V/W by 1550 nm, kin de fersterking N mei de hân oanpast wurde yn it berik fan 103-107). Foar bondigens wurdt V brûkt ynstee fan N×V as útfiersignaal.
Yn ferliking waard in kommersjele spektrofotometer (Agilent Technologies Cary 300-searje mei R928 High Efficiency Photomultiplier) mei in kuvettesel fan 1,0 sm ek brûkt om de absorbânsje fan floeibere samples te mjitten.
It binnenste oerflak fan 'e MWC-snede waard ûndersocht mei in optyske oerflakprofiler (ZYGO New View 5022) mei in fertikale en laterale resolúsje fan respektivelik 0,1 nm en 0,11 µm.
Alle gemikaliën (analytyske kwaliteit, gjin fierdere suvering) waarden kocht fan Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Glukosetestkits omfetsje glukose-oksidase (GOD), peroksidase (POD), 4-aminoantipyrine en fenol, ensfh. De chromogene oplossing waard taret mei de gewoane GOD-POD 37-metoade.
Lykas te sjen is yn tabel 2, waarden in ferskaat oan glukoaze-oplossingen mei ferskate konsintraasjes taret mei DI H2O as ferdunningsmiddel mei in seriële ferdunningsmetoade (sjoch Oanfoljende materialen foar details). Tariede kleurde of blanko samples troch glukoaze-oplossing of deionisearre wetter te mingen mei chromogene oplossing yn in fêste folumeferhâlding fan respektivelik 3:1. Alle samples waarden 10 minuten foarôfgeand oan mjitting opslein by 37 °C, beskerme tsjin ljocht. Yn 'e GOD-POD-metoade wurde kleurde samples read mei in absorpsjemaksimum by 505 nm, en de absorpsje is hast evenredich mei de glukoazekonsintraasje.
Lykas te sjen is yn tabel 1, waarden in searje reade inketoplossingen (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Sina) taret mei de seriële ferdunningsmetoade mei DI H2O as oplosmiddel.
Hoe dit artikel te sitearjen: Bai, M. et al. Kompakte fotometer basearre op metalen golfliederkapillaren: foar bepaling fan nanomolêre konsintraasjes fan glukoaze. de wittenskip. 5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Fergrutsjen fan de krektens fan floeistofanalyze en pH-weardekontrôle mei in floeistofkearn-golflieder. Dress, P. & Franke, H. Fergrutsjen fan de krektens fan floeistofanalyze en pH-weardekontrôle mei in floeistofkearn-golflieder.Dress, P. en Franke, H. Ferbetterjen fan de krektens fan floeistofanalyze en pH-kontrôle mei in floeibere kearngolflieder. 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. en Franke, H. Ferbetterjen fan 'e krektens fan floeistofanalyze en pH-kontrôle mei help fan floeibere kearngolflieders.Oerskeakelje nei wittenskip. meter. 68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Kontinu kolorimetryske bepaling fan spoarammonium yn seewetter mei in lange-paad floeibere golfliederkapillêrsel. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Kontinu kolorimetryske bepaling fan spoarammonium yn seewetter mei in lange-paad floeibere golfliederkapillêrsel.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ en Hansel, DA Kontinu kolorimetryske bepaling fan spoaren fan ammonium yn seewetter mei in kapillêre sel mei in floeibere golflieder. 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 JZ, Millero FJ, Hansell DA.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ en Hansel, DA Kontinu kolorimetryske bepaling fan spoaren fan ammonium yn seewetter mei help fan langôfstâns floeibere golfliederkapillaren.Skiekunde yn maart. 96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Oersjoch fan resinte tapassingen fan 'e floeibere golfliederkapillêrsel yn streambasearre analysetechniken om de gefoelichheid fan spektroskopyske deteksjemetoaden te ferbetterjen. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Oersjoch fan resinte tapassingen fan 'e floeibere golfliederkapillêrsel yn streambasearre analysetechniken om de gefoelichheid fan spektroskopyske deteksjemetoaden te ferbetterjen.Pascoa, RNMJ, Toth, IV en Rangel, AOSS In oersjoch fan resinte tapassingen fan 'e floeibere golfliederkapillêrsel yn streamanalysetechniken om de gefoelichheid fan spektroskopyske deteksjemetoaden te ferbetterjen. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS回顾液体波导毛细管单元在基于流动的分析技术中的最新应用，以提高光谱检测方法的灵敏度. Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss检测 方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 度 灵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV en Rangel, AOSS In oersjoch fan resinte tapassingen fan floeibere golfliederkapillêre sellen yn stream-basearre analytyske metoaden om de gefoelichheid fan spektroskopyske deteksjemetoaden te ferbetterjen.anus. Skiekundige Wet 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersyk nei de dikte fan Ag, AgI films yn 'e kapillêr foar holle golflieders. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Undersyk nei de dikte fan Ag, AgI films yn 'e kapillêr foar holle golflieders.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. en Shen J. Undersyk nei de dikte fan films Ag, AgI yn kapillêr foar holle golflieders. 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. Undersyk nei de dikte fan tinne film fan Ag en AgI yn it luchtkanaal.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. en Shen J. Undersyk nei tinne filmdikte Ag, AgI yn holle golfliederkapillaren.Ynfrareadfysika. technology 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bepaling fan nanomolêre konsintraasjes fan fosfaat yn natuerlike wetters mei help fan streamynjeksje mei in lange paadlingte floeibere golfliederkapillêrsel en fêste-stof spektrofotometryske deteksje. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Bepaling fan nanomolêre konsintraasjes fan fosfaat yn natuerlike wetters mei help fan streamynjeksje mei in lange paadlingte floeibere golfliederkapillêrsel en fêste-stof spektrofotometryske deteksje.Gimbert, LJ, Haygarth, PM en Worsfold, PJ Bepaling fan nanomolêre fosfaatkonsintraasjes yn natuerlike wetters mei help fan streamynjeksje mei in floeibere golfliederkapillêrsel en spektrofotometryske deteksje yn fêste steat. 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 Bepaling fan fosfaatkonsintraasje yn natuerlik wetter mei in floeistofspuit en in kapillêrbuis mei lange berik foar floeibere golflieder.Gimbert, LJ, Haygarth, PM en Worsfold, PJ Bepaling fan nanomolair fosfaat yn natuerlik wetter mei ynjeksjestream en kapillêre golflieder mei lange optyske paad en spektrofotometryske deteksje yn fêste steat.Taranta 71, 1624-1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteit en effektive optyske paadlingte fan floeibere golfliederkapillêre sellen. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteit en effektive optyske paadlingte fan floeibere golfliederkapillêre sellen.Belz M., Dress P., Suhitsky A. en Liu S. Lineariteit en effektive optyske paadlingte yn floeibere golflieders yn kapillêre sellen. 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. De lineariteit en effektive lingte fan floeiber wetter.Belz M., Dress P., Suhitsky A. en Liu S. Lineêre en effektive optyske paadlingte yn floeistofweach fan kapillêre sel.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan 'e tunnel: resinte analytyske tapassingen fan floeibere-kearn golflieders. Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan 'e tunnel: resinte analytyske tapassingen fan floeibere-kearn golflieders.Dallas, T. en Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan 'e tunnel: resinte analytyske tapassingen fan floeibere-kearn golflieders. Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan' e tunnel：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan' e tunnel：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. en Dasgupta, PK Ljocht oan 'e ein fan 'e tunnel: de lêste analytyske tapassing fan floeibere-kearn golflieders.TrAC, trendanalyse. Chemical. 23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID In alsidige fotometryske deteksjesel foar totale ynterne refleksje foar streamanalyse. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID In alsidige fotometryske deteksjesel foar totale ynterne refleksje foar streamanalyse.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR en McKelvey, ID Universele fotometryske totale ynterne refleksjesel foar streamanalyse. 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 en McKelvey, ID Universele TIR fotometryske sel foar streamanalyse.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multirefleksjefotometryske streamsel foar gebrûk yn streamynjeksje-analyze fan estuariene wetters. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Multirefleksjefotometryske streamsel foar gebrûk yn streamynjeksje-analyze fan estuariene wetters.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ en McKelvey, ID In multirefleksjefotometryske streamsel foar gebrûk by streamanalyse fan estuariumwetters. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ en McKelvey, ID In multi-reflektansje fotometryske streamsel foar streamynjeksje-analyze yn estuariumwetters.anus Chim. Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Hânfotometer basearre op floeibere-kearn-golflieder-absorpsjedeteksje foar nanoliter-skaalmonsters. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Hânfotometer basearre op deteksje fan floeibere kearngolfliederabsorpsje foar samples op nanoliterskaal.Pan, J.-Z., Yao, B. en Fang, K. In handheld fotometer basearre op deteksje fan floeibere kearngolflingte-absorpsje foar nanoliter-skaalmonsters. 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. Based on 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. en Fang, K. In handheld fotometer mei in nanoskaalmonster basearre op 'e deteksje fan absorpsje yn in floeibere kearnweach.anus Chemical. 82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z. Fergrutsje de gefoelichheid fan ynjeksjestreamanalyse troch gebrûk te meitsjen fan in kapillêre streamsel mei in lange optyske paad foar spektrofotometryske deteksje. anus. de wittenskip. 22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Tapassing fan floeibere kapillêre golflieder yn absorbânsjespektroskopie (Antwurd op 'e opmerking fan Byrne en Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Tapassing fan floeibere kapillêre golflieder yn absorbânsjespektroskopie (Antwurd op 'e opmerking fan Byrne en Kaltenbacher).D'Sa, EJ en Steward, RG Tapassingen fan floeibere kapillêre golflieders yn absorpsjespektroskopie (Antwurd op opmerkings fan Byrne en 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 Applikaasje fan flüssige 毛绿波波对在absorption spectrum（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ en Steward, RG Floeibere kapillêre golflieders foar absorpsjespektroskopie (yn reaksje op opmerkings fan Byrne en Kaltenbacher).limonol. Oseanograaf. 46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Fiberoptyske evaneszinte fjildabsorpsjesensor: Effekt fan glêstriedparameters en geometry fan 'e sonde. Khijwania, SK & Gupta, BD Fiberoptyske evaneszinte fjildabsorpsjesensor: Effekt fan glêstriedparameters en geometry fan 'e sonde.Hijvania, SK en Gupta, BD Fiber Optic Evanescent Field Absorption Sensor: Ynfloed fan Fiberparameters en Probegeometry. 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 en Gupta, BD Evanescent fjildabsorpsje glêstriedoptyske sensoren: ynfloed fan glêstriedparameters en sondegeometrie.Optyk en kwantumelektronika 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Hoekige útfier fan holle, metaalbekleede, golflieder Raman-sensoren. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Hoekige útfier fan holle, metaalbekleede, golflieder Raman-sensoren.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. en Woodruff, SD Hoekige útfier fan holle golflieder Raman-sensoren mei metalen bekleding. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J., & Woodruff, SD. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J., & Woodruff, SD.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. en Woodruff, SD Hoekige útfier fan in Raman-sensor mei in bleate metalen golflieder.oanfraach om te kiezen 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA In oersjoch fan holle golflieders foar IR-oerdracht. glêstriedyntegraasje. om te kiezen. 19, 211–227 (2000).