Matur nuwun sampun ngunjungi Nature.com. Versi browser sing sampeyan gunakake nduweni dhukungan CSS sing winates. Kanggo pengalaman sing paling apik, disaranake sampeyan nggunakake browser sing wis dianyari (utawa mateni Mode Kompatibilitas ing Internet Explorer). Kangge, kanggo njamin dhukungan sing terus-terusan, kita bakal nampilake situs tanpa gaya lan JavaScript.
Analisis jejak sampel cair nduweni macem-macem aplikasi ing ilmu urip lan pemantauan lingkungan. Ing karya iki, kita wis ngembangake fotometer sing kompak lan murah adhedhasar kapiler pandu gelombang logam (MCC) kanggo nemtokake panyerepan sing ultrasensitif. Jalur optik bisa ditambah banget, lan luwih dawa tinimbang dawa fisik MWC, amarga cahya sing kasebar dening dinding samping logam sing alus lan bergelombang bisa disimpen ing njero kapiler tanpa preduli saka sudut kedadeyan. Konsentrasi serendah 5,12 nM bisa digayuh nggunakake reagen kromogenik umum amarga amplifikasi optik non-linier anyar lan switching sampel sing cepet lan deteksi glukosa.
Fotometri digunakake sacara wiyar kanggo analisis jejak sampel cair amarga akehe reagen kromogenik lan piranti optoelektronik semikonduktor sing kasedhiya1,2,3,4,5. Dibandhingake karo penentuan absorbansi adhedhasar kuvet tradisional, kapiler pandu gelombang cair (LWC) bakal mantul (TIR) ​​kanthi njaga probe tetep cahya ing njero kapiler1,2,3,4,5. Nanging, tanpa perbaikan luwih lanjut, jalur optik mung cedhak karo dawa fisik LWC3.6, lan nambah dawa LWC ngluwihi 1,0 m bakal nandhang atenuasi cahya sing kuwat lan risiko gelembung sing dhuwur, lsp.3, 7. Babagan sel multi-pantulan sing diusulake kanggo perbaikan jalur optik, watesan deteksi mung ditingkatake kanthi faktor 2,5-8,9.
Saiki ana rong jinis utama LWC, yaiku kapiler Teflon AF (sing nduweni indeks bias mung ~1,3, sing luwih murah tinimbang banyu) lan kapiler silika sing dilapisi Teflon AF utawa film logam1,3,4. Kanggo entuk TIR ing antarmuka antarane bahan dielektrik, bahan kanthi indeks bias sing kurang lan sudut datang cahya sing dhuwur dibutuhake3,6,10. Babagan kapiler Teflon AF, Teflon AF bisa ambegan amarga struktur keropos3,11 lan bisa nyerep jumlah zat sing sithik ing sampel banyu. Kanggo kapiler kuarsa sing dilapisi ing sisih njaba nganggo Teflon AF utawa logam, indeks bias kuarsa (1,45) luwih dhuwur tinimbang umume sampel cair (contone 1,33 kanggo banyu)3,6,12,13. Kanggo kapiler sing dilapisi film logam ing njero, sifat transportasi wis disinaoni14,15,16,17,18, nanging proses pelapisan rumit, permukaan film logam nduweni struktur kasar lan keropos4,19.
Kajaba iku, LWC komersial (AF Teflon Coated Capillaries lan AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) nduweni sawetara kekurangan liyane, kayata: kanggo kesalahan. . Volume mati gedhe saka konektor TIR3,10, (2) T (kanggo nyambungake kapiler, serat, lan tabung inlet/outlet) bisa njebak gelembung udara10.
Ing wektu sing padha, nemtokake tingkat glukosa iku penting banget kanggo diagnosis diabetes, sirosis ati, lan penyakit mental20. Lan akeh cara deteksi kayata fotometri (kalebu spektrofotometri 21, 22, 23, 24, 25 lan kolorimetri ing kertas 26, 27, 28), galvanometri 29, 30, 31, fluorometri 32, 33, 34, 35, polarimetri optik 36, resonansi plasmon permukaan. 37, rongga Fabry-Perot 38, elektrokimia 39 lan elektroforesis kapiler 40,41 lan liya-liyane. Nanging, umume cara kasebut mbutuhake peralatan sing larang, lan deteksi glukosa ing sawetara konsentrasi nanomolar tetep dadi tantangan (contone, kanggo pangukuran fotometrik21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, konsentrasi glukosa paling endhek). Watesane mung 30 nM nalika nanopartikel biru Prusia digunakake minangka peniru peroksidase). Analisis glukosa nanomolar asring dibutuhake kanggo studi seluler tingkat molekuler kayata inhibisi pertumbuhan kanker prostat manungsa42 lan prilaku fiksasi CO2 Prochlorococcus ing samudra.
Ing artikel iki, fotometer sing kompak lan murah adhedhasar kapiler pandu gelombang logam (MWC), kapiler baja tahan karat SUS316L kanthi permukaan njero sing dipoles elektro, dikembangake kanggo nemtokake panyerepan ultrasensitif. Amarga cahya bisa kejebak ing njero kapiler logam tanpa preduli saka sudut datang, jalur optik bisa ditambah banget kanthi hamburan cahya ing permukaan logam sing bergelombang lan alus, lan luwih dawa tinimbang dawa fisik MWC. Kajaba iku, konektor-T sing prasaja dirancang kanggo sambungan optik lan saluran mlebu/mbukak cairan kanggo nyuda volume mati lan nyegah jebakan gelembung. Kanggo fotometer MWC 7 cm, watesan deteksi ditingkatake udakara 3000 kali dibandhingake karo spektrofotometer komersial kanthi kuvet 1 cm amarga peningkatan anyar jalur optik non-linier lan switching sampel sing cepet, lan konsentrasi deteksi glukosa uga bisa digayuh. mung 5,12 nM nggunakake reagen kromogenik umum.
Kaya sing dituduhake ing Gambar 1, fotometer berbasis MWC kasusun saka MWC dawane 7 cm kanthi permukaan njero sing dipoles elektroklasik kelas EP, LED 505 nm kanthi lensa, fotodetektor gain sing bisa diatur, lan loro kanggo kopling optik lan input cairan. Metu. Katup telung arah sing disambungake menyang tabung inlet Pike digunakake kanggo ngalih sampel sing mlebu. Tabung Peek pas banget karo pelat kuarsa lan MWC, saengga volume mati ing konektor-T dijaga seminimal mungkin, kanthi efektif nyegah gelembung udara kejebak. Kajaba iku, sinar kolimasi bisa kanthi gampang lan efisien dilebokake menyang MWC liwat pelat kuarsa potongan-T.
Sampel sinar lan cairan dilebokake menyang MCC liwat potongan-T, lan sinar sing ngliwati MCC ditampa dening fotodetektor. Larutan sing mlebu saka sampel sing diwernani utawa kosong dilebokake kanthi gantian menyang ICC liwat katup telung arah. Miturut hukum Beer, kapadhetan optik sampel sing diwernani bisa diitung saka persamaan kasebut. 1.10
ing ngendi Vcolor lan Vblank minangka sinyal output saka photodetektor nalika sampel warna lan kosong dilebokake menyang MCC, lan Vdark minangka sinyal latar mburi saka photodetektor nalika LED dipateni. Owah-owahan ing sinyal output ΔV = Vcolor–Vblank bisa diukur kanthi ngalih sampel. Miturut persamaan. Kaya sing dituduhake ing Gambar 1, yen ΔV luwih cilik tinimbang Vblank–Vdark, nalika nggunakake skema ngalih sampling, owah-owahan cilik ing Vblank (kayata drift) bisa duwe pengaruh cilik marang nilai AMWC.
Kanggo mbandhingake kinerja fotometer berbasis MWC karo spektrofotometer berbasis kuvet, larutan tinta abang digunakake minangka sampel warna amarga stabilitas warna sing apik banget lan linearitas penyerapan konsentrasi sing apik, DI H2O minangka sampel kosong. . Kaya sing dituduhake ing Tabel 1, serangkaian larutan tinta abang disiapake kanthi metode pengenceran serial nggunakake DI H2O minangka pelarut. Konsentrasi relatif sampel 1 (S1), cat abang asli sing ora diencerake, ditemtokake minangka 1,0. Ing gambar. Gambar 2 nuduhake foto optik saka 11 sampel tinta abang (S4 nganti S14) kanthi konsentrasi relatif (kadhaptar ing Tabel 1) wiwit saka 8,0 × 10–3 (kiwa) nganti 8,2 × 10–10 (tengen).
Asil pangukuran kanggo sampel 6 dituduhake ing Gambar 3(a). Titik-titik perpindahan antarane sampel sing diwarnai lan kosong ditandhani ing gambar nganggo panah dobel "↔". Bisa dideleng yen voltase output mundhak kanthi cepet nalika ganti saka sampel warna menyang sampel kosong lan kosok balene. Vcolor, Vblank lan ΔV sing cocog bisa dipikolehi kaya sing dituduhake ing gambar.
(a) Asil pangukuran kanggo sampel 6, (b) sampel 9, (c) sampel 13, lan (d) sampel 14 nggunakake fotometer berbasis MWC.
Asil pangukuran kanggo sampel 9, 13, lan 14 dituduhake ing Gambar 3(b)-(d). Kaya sing dituduhake ing Gambar 3(d), ΔV sing diukur mung 5 nV, sing meh kaping 3 saka nilai gangguan (2 nV). ΔV cilik angel dibedakake saka gangguan. Dadi, watesan deteksi tekan konsentrasi relatif 8,2 × 10-10 (sampel 14). Kanthi bantuan persamaan. 1. Absorbansi AMWC bisa diitung saka nilai Vcolor, Vblank lan Vdark sing diukur. Kanggo fotodetektor kanthi gain 104 Vdark yaiku -0,68 μV. Asil pangukuran kanggo kabeh sampel diringkes ing Tabel 1 lan bisa ditemokake ing materi tambahan. Kaya sing dituduhake ing Tabel 1, absorbansi sing ditemokake ing konsentrasi dhuwur jenuh, mula absorbansi ing ndhuwur 3,7 ora bisa diukur nganggo spektrometer berbasis MWC.
Kanggo perbandingan, sampel tinta abang uga diukur nganggo spektrofotometer lan absorbansi Acuvette sing diukur dituduhake ing Gambar 4. Nilai Acuvette ing 505 nm (kaya sing dituduhake ing Tabel 1) dipikolehi kanthi ngrujuk kurva sampel 10, 11, utawa 12 (kaya sing dituduhake ing inset). menyang Gambar 4) minangka garis dasar. Kaya sing dituduhake, watesan deteksi tekan konsentrasi relatif 2,56 x 10-6 (sampel 9) amarga kurva penyerapan sampel 10, 11 lan 12 ora bisa dibedakake siji lan sijine. Dadi, nalika nggunakake fotometer berbasis MWC, watesan deteksi ditingkatake kanthi faktor 3125 dibandhingake karo spektrofotometer berbasis kuvet.
Ketergantungan penyerapan-konsentrasi dituduhake ing Gambar 5. Kanggo pangukuran kuvet, absorbansi sebanding karo konsentrasi tinta ing dawa jalur 1 cm. Dene, kanggo pangukuran adhedhasar MWC, peningkatan absorbansi non-linier diamati ing konsentrasi sing endhek. Miturut hukum Beer, absorbansi sebanding karo dawa jalur optik, mula gain absorpsi AEF (ditegesake minangka AEF = AMWC/Acuvette ing konsentrasi tinta sing padha) yaiku rasio MWC karo dawa jalur optik kuvet. Kaya sing dituduhake ing Gambar 5, ing konsentrasi sing dhuwur, AEF konstan yaiku sekitar 7,0, sing cukup masuk akal amarga dawa MWC persis 7 kali dawa kuvet 1 cm. Nanging, ing konsentrasi sing endhek (konsentrasi sing gegandhèngan <1,28 × 10-5), AEF mundhak kanthi konsentrasi sing mudhun lan bakal tekan nilai 803 ing konsentrasi sing gegandhèngan 8,2 × 10-10 kanthi ngekstrapolasi kurva pangukuran adhedhasar kuvet. Nanging, ing konsentrasi sing endhek (konsentrasi sing gegandhèngan <1,28 × 10-5), AEF mundhak kanthi konsentrasi sing mudhun lan bakal tekan nilai 803 ing konsentrasi sing gegandhèngan 8,2 × 10-10 kanthi ngekstrapolasi kurva pangukuran adhedhasar kuvet. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменьшением трация достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измерения основет . Nanging, ing konsentrasi sing endhek (konsentrasi relatif <1,28 × 10–5), AEF mundhak nalika konsentrasi mudhun lan bisa tekan nilai 803 ing konsentrasi relatif 8,2 × 10–10 nalika diekstrapolasi saka kurva pangukuran adhedhasar kuvet.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 0-12 × 18.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 уменьшениецицим экстраполяции кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,2 × 803–10. Nanging, ing konsentrasi sing endhek (konsentrasi sing relevan < 1,28 × 10-5) AED mundhak kanthi konsentrasi sing mudhun, lan nalika diekstrapolasi saka kurva pangukuran adhedhasar kuvet, tekan nilai konsentrasi relatif 8,2 × 10-10803.Iki nyebabake jalur optik sing cocog yaiku 803 cm (AEF × 1 cm), sing luwih dawa tinimbang dawa fisik MWC, lan malah luwih dawa tinimbang LWC paling dawa sing kasedhiya sacara komersial (500 cm saka World Precision Instruments, Inc.). Doko Engineering LLC nduweni dawa 200 cm). Peningkatan penyerapan non-linier ing LWC iki durung dilaporake sadurunge.
Ing gambar 6(a)-(c) dituduhake gambar optik, gambar mikroskop, lan gambar profiler optik saka permukaan njero bagean MWC. Kaya sing dituduhake ing gambar 6(a), permukaan njero alus lan mengkilat, bisa mantulkan cahya sing katon, lan banget reflektif. Kaya sing dituduhake ing gambar 6(b), amarga deformabilitas lan sifat kristal logam, mesa cilik lan ora rata katon ing permukaan sing alus. Amarga area cilik (<5 μm×5 μm), kekasaran umume permukaan kurang saka 1,2 nm (Gambar 6(c)). Dideleng saka area cilik (<5 μm×5 μm), kekasaran umume permukaan kurang saka 1,2 nm (Gambar 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (v. 6). Amarga areane cilik (<5 µm×5 µm), kekasaran sebagian besar permukaan kurang saka 1,2 nm (Gambar 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 мене (1,2 нм). Ngelingi area cilik (<5 µm × 5 µm), kekasaran umume permukaan kurang saka 1,2 nm (Gambar 6(c)).
(a) Gambar optik, (b) gambar mikroskop, lan (c) gambar optik saka permukaan internal potongan MWC.
Kaya sing dituduhake ing gambar 7(a), jalur optik LOP ing kapiler ditemtokake dening sudut kedadeyan θ (LOP = LC/sinθ, ing ngendi LC minangka dawa fisik kapiler). Kanggo kapiler Teflon AF sing diisi DI H2O, sudut kedadeyan kudu luwih gedhe tinimbang sudut kritis 77,8°, mula LOP kurang saka 1,02 × LC tanpa perbaikan luwih lanjut 3.6. Dene, karo MWC, kurungan cahya ing njero kapiler ora gumantung saka indeks bias utawa sudut kedadeyan, mula nalika sudut kedadeyan mudhun, jalur cahya bisa luwih dawa tinimbang dawa kapiler (LOP »LC). Kaya sing dituduhake ing gambar 7(b), permukaan logam bergelombang bisa nyebabake hamburan cahya, sing bisa nambah jalur optik kanthi signifikan.
Mulane, ana rong jalur cahya kanggo MWC: cahya langsung tanpa pantulan (LOP = LC) lan cahya untu gergaji kanthi pirang-pirang pantulan antarane tembok sisih (LOP »LC). Miturut hukum Beer, intensitas cahya langsung lan zigzag sing dikirim bisa dinyatakake minangka PS×exp(-α×LC) lan PZ×exp(-α×LOP), ing ngendi konstanta α minangka koefisien panyerepan, sing gumantung banget karo konsentrasi tinta.
Kanggo tinta konsentrasi dhuwur (contone, konsentrasi sing gegandhengan >1,28 × 10-5), cahya zigzag dilemahake banget lan intensitase luwih endhek tinimbang cahya lurus, amarga koefisien panyerepan sing gedhe lan jalur optik sing luwih dawa. Kanggo tinta konsentrasi dhuwur (contone, konsentrasi sing gegandhengan >1,28 × 10-5), cahya zigzag dilemahake banget lan intensitase luwih endhek tinimbang cahya lurus, amarga koefisien panyerepan sing gedhe lan jalur optik sing luwih dawa. Для чернил с высокой концентрацией (conto, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный слунтрация его интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и гораздогочодкин излучения. Kanggo tinta konsentrasi dhuwur (kayata konsentrasi relatif >1,28×10-5), cahya zigzag dilemahake banget lan intensitase luwih endhek tinimbang cahya langsung amarga koefisien panyerepan sing gedhe lan emisi optik sing luwih suwe.trek.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 ， 低度， 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 (conto, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзагообразный светльзна и его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и болонти глительките времени. Kanggo tinta konsentrasi dhuwur (contone, konsentrasi sing relevan >1.28×10-5), cahya zigzag dilemahake kanthi signifikan lan intensitase luwih endhek tinimbang cahya langsung amarga koefisien panyerepan sing gedhe lan wektu optik sing luwih dawa.dalan cilik.Dadi, cahya langsung ndominasi penentuan absorbansi (LOP=LC) lan AEF dijaga tetep ing ~7.0. Kosok baline, nalika koefisien panyerepan mudhun karo konsentrasi tinta sing mudhun (contone, konsentrasi sing gegandhengan <1,28 × 10-5), intensitas cahya zigzag mundhak luwih cepet tinimbang cahya lurus lan banjur cahya zigzag wiwit nduweni peran sing luwih penting. Kosok baline, nalika koefisien panyerepan mudhun karo konsentrasi tinta sing mudhun (contone, konsentrasi sing gegandhengan <1,28 × 10-5), intensitas cahya zigzag mundhak luwih cepet tinimbang cahya lurus lan banjur cahya zigzag wiwit nduweni peran sing luwih penting. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, относитель2, относитель2 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, и затем начинает игратоть света. Kosok baline, nalika koefisien panyerepan mudhun karo konsentrasi tinta sing mudhun (contone, konsentrasi relatif <1,28 × 10-5), intensitas cahya zigzag mundhak luwih cepet tinimbang cahya langsung, banjur cahya zigzag wiwit muter.peran sing luwih penting.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覲。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 × 8 ， 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 (contoh, соответрацил < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого, и тогда зигзагообразнаты зигзагообразнат более важную роль. Kosok baline, nalika koefisien panyerepan mudhun karo konsentrasi tinta sing mudhun (contone, konsentrasi sing cocog < 1,28 × 10-5), intensitas cahya zigzag mundhak luwih cepet tinimbang cahya langsung, banjur cahya zigzag wiwit nduweni peran sing luwih penting.karakter peran.Mulane, amarga jalur optik sawtooth (LOP »LC), AEF bisa ditambah luwih saka 7.0. Karakteristik transmisi cahya MWC sing tepat bisa dipikolehi nggunakake teori mode waveguide.
Saliyané ningkatake jalur optik, pangalihan sampel sing cepet uga nyumbang kanggo watesan deteksi sing ultra-rendah. Amarga volume MCC sing cilik (0,16 ml), wektu sing dibutuhake kanggo ngalih lan ngganti solusi ing MCC bisa kurang saka 20 detik. Kaya sing dituduhake ing Gambar 5, nilai minimal sing bisa dideteksi saka AMWC (2,5 × 10–4) 4 kali luwih murah tinimbang Acuvette (1,0 × 10–3). Pangalihan larutan sing mili kanthi cepet ing kapiler nyuda efek gangguan sistem (kayata hanyutan) ing akurasi beda absorbansi dibandhingake karo larutan retensi ing kuvet. Contone, kaya sing dituduhake ing gambar 3(b)-(d), ΔV bisa dibedakake kanthi gampang saka sinyal hanyutan amarga pangalihan sampel sing cepet ing kapiler volume cilik.
Kaya sing dituduhake ing Tabel 2, sawetara larutan glukosa ing macem-macem konsentrasi disiapake nggunakake DI H2O minangka pelarut. Sampel sing diwernani utawa kosong disiapake kanthi nyampur larutan glukosa utawa banyu deionisasi karo larutan kromogenik glukosa oksidase (GOD) lan peroksidase (POD) 37 kanthi rasio volume tetep 3:1. Ing gambar 8 nuduhake foto optik saka sangang sampel sing diwernani (S2-S10) kanthi konsentrasi glukosa wiwit saka 2,0 mM (kiwa) nganti 5,12 nM (tengen). Abang mudhun kanthi konsentrasi glukosa sing mudhun.
Asil pangukuran sampel 4, 9, lan 10 nganggo fotometer berbasis MWC dituduhake ing Gambar 9(a)-(c). Kaya sing dituduhake ing gambar 9(c), ΔV sing diukur dadi kurang stabil lan saya tambah alon sajrone pangukuran amarga warna reagen GOD-POD dhewe (sanajan tanpa nambahake glukosa) owah alon-alon ing cahya. Dadi, pangukuran ΔV berturut-turut ora bisa diulang kanggo sampel kanthi konsentrasi glukosa kurang saka 5,12 nM (sampel 10), amarga nalika ΔV cukup cilik, ketidakstabilan reagen GOD-POD ora bisa diabaikan maneh. Mulane, watesan deteksi kanggo larutan glukosa yaiku 5,12 nM, sanajan nilai ΔV sing cocog (0,52 µV) luwih gedhe tinimbang nilai gangguan (0,03 µV), nuduhake yen ΔV cilik isih bisa dideteksi. Watesan deteksi iki bisa luwih apik kanthi nggunakake reagen kromogenik sing luwih stabil.
(a) Asil pangukuran kanggo sampel 4, (b) sampel 9, lan (c) sampel 10 nggunakake fotometer berbasis MWC.
Absorbansi AMWC bisa diitung nggunakake nilai Vcolor, Vblank, lan Vdark sing diukur. Kanggo fotodetektor kanthi gain 105, Vdark yaiku -0,068 μV. Pangukuran kanggo kabeh sampel bisa disetel ing bahan tambahan. Kanggo perbandingan, sampel glukosa uga diukur nganggo spektrofotometer lan absorbansi Acuvette sing diukur tekan wates deteksi 0,64 µM (sampel 7) kaya sing dituduhake ing Gambar 10.
Hubungan antarane absorbansi lan konsentrasi dituduhake ing Gambar 11. Kanthi fotometer berbasis MWC, peningkatan 125 kali lipat ing watesan deteksi digayuh dibandhingake karo spektrofotometer berbasis kuvet. Peningkatan iki luwih murah tinimbang uji tinta abang amarga stabilitas reagen GOD-POD sing kurang apik. Peningkatan absorbansi non-linier ing konsentrasi rendah uga diamati.
Fotometer berbasis MWC wis dikembangake kanggo deteksi sampel cairan sing ultra-sensitif. Jalur optik bisa ditambah banget, lan luwih dawa tinimbang dawa fisik MWC, amarga cahya sing kasebar dening dinding samping logam alus bergelombang bisa ditahan ing njero kapiler tanpa preduli saka sudut datang. Konsentrasi serendah 5,12 nM bisa digayuh nggunakake reagen GOD-POD konvensional amarga amplifikasi optik non-linier anyar lan switching sampel sing cepet lan deteksi glukosa. Fotometer sing kompak lan murah iki bakal digunakake sacara wiyar ing ilmu hayati lan pemantauan lingkungan kanggo analisis jejak.
Kaya sing dituduhake ing Gambar 1, fotometer berbasis MWC kasusun saka MWC dawane 7 cm (diameter njero 1,7 mm, diameter njaba 3,18 mm, permukaan njero elektropoles kelas EP, kapiler baja tahan karat SUS316L), LED dawa gelombang 505 nm (Thorlabs M505F1), lan lensa (sebaran sinar udakara 6,6 derajat), fotodetektor gain variabel (Thorlabs PDB450C) lan rong konektor-T kanggo komunikasi optik lan cairan mlebu/metu. Konektor-T digawe kanthi ngiket piring kuarsa transparan menyang tabung PMMA ing ngendi tabung MWC lan Peek (ID 0,72 mm, OD 1,6 mm, Vici Valco Corp.) dipasang kanthi rapet lan dilem. Katup telung arah sing disambungake menyang tabung inlet Pike digunakake kanggo ngalih sampel sing mlebu. Fotodetektor bisa ngowahi daya optik P sing ditampa dadi sinyal voltase N×V sing dikuatake (ing ngendi V/P = 1.0 V/W ing 1550 nm, gain N bisa diatur kanthi manual ing kisaran 103-107). Kanggo ringkes, V digunakake tinimbang N×V minangka sinyal output.
Minangka perbandingan, spektrofotometer komersial (Agilent Technologies Cary 300 series with R928 High Efficiency Photomultiplier) with a cuvette cell 1,0 cm uga digunakake kanggo ngukur absorbansi sampel cairan.
Permukaan njero potongan MWC ditliti nggunakake profiler permukaan optik (ZYGO New View 5022) kanthi resolusi vertikal lan lateral 0,1 nm lan 0,11 µm.
Kabeh bahan kimia (kelas analitik, ora ana pemurnian luwih lanjut) dituku saka Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Piranti tes glukosa kalebu glukosa oksidase (GOD), peroksidase (POD), 4-aminoantipirin lan fenol, lan liya-liyane. Larutan kromogenik disiapake kanthi metode GOD-POD 37 sing biasane.
Kaya sing dituduhake ing Tabel 2, sawetara larutan glukosa ing macem-macem konsentrasi disiapake nggunakake DI H2O minangka pengencer nggunakake metode pengenceran serial (waca Bahan Tambahan kanggo rincian). Siapke sampel sing diwernani utawa kosong kanthi nyampur larutan glukosa utawa banyu deionisasi karo larutan kromogenik kanthi rasio volume tetep 3:1. Kabeh sampel disimpen ing suhu 37°C sing dilindhungi saka cahya sajrone 10 menit sadurunge pangukuran. Ing metode GOD-POD, sampel sing diwernani dadi abang kanthi panyerepan maksimum ing 505 nm, lan panyerepan meh sebanding karo konsentrasi glukosa.
Kaya sing dituduhake ing Tabel 1, serangkaian larutan tinta abang (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, China) disiapake kanthi metode pengenceran serial nggunakake DI H2O minangka pelarut.
Cara ngutip artikel iki: Bai, M. et al. Fotometer kompak adhedhasar kapiler pandu gelombang logam: kanggo nemtokake konsentrasi glukosa nanomolar. ilmu pengetahuan. 5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Ningkatake akurasi analisis cairan lan kontrol nilai pH nggunakake waveguide inti cairan. Dress, P. & Franke, H. Ningkatake akurasi analisis cairan lan kontrol nilai pH nggunakake waveguide inti cairan.Dress, P. lan Franke, H. Ningkatake akurasi analisis cairan lan kontrol pH nganggo pandu gelombang inti cairan. 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. lan Franke, H. Ningkatake akurasi analisis cairan lan kontrol pH nggunakake pandu gelombang inti cairan.Ganti menyang sains. meter. 68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Penentuan kolorimetri kontinyu saka amonium jejak ing banyu segara nganggo sel kapiler pandu gelombang cair jalur dawa. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Penentuan kolorimetri terus-terusan saka amonium jejak ing banyu segara nganggo sel kapiler pandu gelombang cair jalur dawa.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ lan Hansel, DA Penentuan kolorimetri kontinyu saka jumlah amonium ing banyu segara nggunakake sel kapiler nganggo pandu gelombang cair. 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 lan Hansel, DA Penentuan kolorimetri terus-terusan saka jumlah amonium ing banyu segara nggunakake kapiler pandu gelombang cair jarak jauh.Kimia ing Maret. 96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Review babagan aplikasi anyar saka sel kapiler pandu gelombang cair ing teknik analisis adhedhasar aliran kanggo nambah sensitivitas metode deteksi spektroskopi. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Review babagan aplikasi anyar saka sel kapiler pandu gelombang cair ing teknik analisis adhedhasar aliran kanggo nambah sensitivitas metode deteksi spektroskopi.Pascoa, RNMJ, Toth, IV lan Rangel, AOSS Tinjauan babagan aplikasi anyar sel kapiler pandu gelombang cair ing teknik analisis aliran kanggo ningkatake sensitivitas metode deteksi spektroskopi. 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，以提高光谱数。 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 纵敏度 纵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Pascoa, RNMJ, Toth, IV lan Rangel, AOSS Tinjauan babagan aplikasi anyar sel kapiler pandu gelombang cair ing metode analitis berbasis aliran kanggo ningkatake sensitivitas metode deteksi spektroskopi.anus. Chim. Undhang-undhang 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Investigasi kekandelan film Ag, AgI ing kapiler kanggo pandu gelombang berongga. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Investigasi kekandelan film Ag, AgI ing kapiler kanggo pandu gelombang berongga.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. lan Shen J. Investigasi kekandelan film Ag, AgI ing kapiler kanggo pandu gelombang berongga. 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. Riset babagan kekandelan film tipis Ag lan AgI ing saluran udara.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. lan Shen J. Investigasi kekandelan film tipis Ag, AgI ing kapiler waveguide berongga.Fisika inframerah. teknologi 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Penentuan konsentrasi nanomolar fosfat ing banyu alami nggunakake injeksi aliran kanthi sel kapiler pandu gelombang cair dawa jalur dawa lan deteksi spektrofotometri solid-state. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Penentuan konsentrasi nanomolar fosfat ing banyu alami nggunakake injeksi aliran kanthi sel kapiler pandu gelombang cair dawa jalur dawa lan deteksi spektrofotometri solid-state.Gimbert, LJ, Haygarth, PM lan Worsfold, PJ Penentuan konsentrasi fosfat nanomolar ing banyu alami nggunakake injeksi aliran nganggo sel kapiler pandu gelombang cair lan deteksi spektrofotometri solid-state. 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 Penentuan konsentrasi fosfat ing banyu alami nggunakake jarum suntik cair lan tabung kapiler pandu gelombang cair jarak jauh.Gimbert, LJ, Haygarth, PM lan Worsfold, PJ Penentuan fosfat nanomolar ing banyu alami nggunakake aliran injeksi lan pandu gelombang kapiler kanthi jalur optik dawa lan deteksi spektrofotometri solid-state.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearitas lan dawa jalur optik efektif sel kapiler pandu gelombang cair. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Linearitas lan dawa jalur optik efektif sel kapiler pandu gelombang cair.Belz M., Dress P., Suhitsky A. lan Liu S. Linearitas lan dawa jalur optik efektif ing pandu gelombang cair ing sel kapiler. 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. Linearitas lan dawa efektif banyu cair.Belz M., Dress P., Suhitsky A. lan Liu S. Dawane jalur optik linier lan efektif ing gelombang cairan sel kapiler.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Cahya ing pungkasan trowongan: aplikasi analitis anyar saka pandu gelombang inti cair. Dallas, T. & Dasgupta, PK Cahya ing pungkasan trowongan: aplikasi analitis anyar saka pandu gelombang inti cair.Dallas, T. lan Dasgupta, PK Cahya ing pungkasan trowongan: aplikasi analitis anyar saka pandu gelombang inti cair. Dallas, T. & Dasgupta, PK Light at the end of the tunnel：液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Light at the end of the tunnel：液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. lan Dasgupta, PK Cahya ing pungkasan trowongan: aplikasi analitis paling anyar saka pandu gelombang inti cair.TrAC, analisis tren. Kimia. 23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Sel deteksi fotometrik refleksi internal total serbaguna kanggo analisis aliran. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Sel deteksi fotometrik refleksi internal total serbaguna kanggo analisis aliran.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR lan McKelvey, ID Sel pantulan internal total fotometrik universal kanggo analisis aliran. 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 lan McKelvey, ID Sel fotometrik Universal TIR kanggo analisis aliran.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Sel aliran fotometrik multi-refleksi kanggo digunakake ing analisis injeksi aliran banyu muara. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Sel aliran fotometrik multi-refleksi kanggo digunakake ing analisis injeksi aliran banyu muara.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ lan McKelvey, ID Sel aliran fotometrik multi-reflektansi kanggo digunakake ing analisis aliran banyu muara. 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 lan McKelvey, ID Sel aliran fotometrik multi-reflektansi kanggo analisis injeksi aliran ing perairan muara.anus Chim. Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Fotometer genggam adhedhasar deteksi panyerepan pandu gelombang inti cair kanggo sampel skala nanoliter. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Fotometer genggam adhedhasar deteksi panyerepan pandu gelombang inti cair kanggo sampel skala nanoliter.Pan, J.-Z., Yao, B. lan Fang, K. Fotometer genggam adhedhasar deteksi panyerepan dawa gelombang inti cairan kanggo sampel skala nanoliter. 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. Adhedhasar 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. lan Fang, K. Fotometer genggam kanthi sampel skala nano adhedhasar deteksi panyerepan ing gelombang inti cair.Bahan Kimia anus. 82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z. Ningkatake sensitivitas analisis aliran injeksi kanthi nggunakake sel aliran kapiler kanthi jalur optik sing dawa kanggo deteksi spektrofotometri. anus. ilmu pengetahuan. 22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Aplikasi pandu gelombang kapiler cair ing spektroskopi absorbansi (Wangsulan kanggo komentar dening Byrne lan Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Aplikasi pandu gelombang kapiler cair ing spektroskopi absorbansi (Wangsulan kanggo komentar dening Byrne lan Kaltenbacher).D'Sa, EJ lan Steward, RG Aplikasi pandu gelombang kapiler cair ing spektroskopi serapan (Wangsulan kanggo komentar dening Byrne lan 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 Application of liquid 毛绿波波对在absorption spectrum（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ lan Steward, RG Pandu gelombang kapiler cair kanggo spektroskopi panyerepan (minangka tanggapan kanggo komentar dening Byrne lan Kaltenbacher).limonol. Ahli Kelautan. 46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Sensor panyerepan medan cepet serat optik: Efek parameter serat lan geometri probe. Khijwania, SK & Gupta, BD Sensor panyerepan medan cepet serat optik: Efek parameter serat lan geometri probe.Hijvania, SK lan Gupta, BD Sensor Penyerapan Medan Evanescent Serat Optik: Pengaruh Parameter Serat lan Geometri Probe. 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 lan Gupta, BD Sensor serat optik panyerepan medan evanescent: pengaruh parameter serat lan geometri probe.Optik lan Elektronika Kuantum 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Output sudut saka sensor Raman waveguide berongga, dilapisi logam. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Output sudut saka sensor Raman waveguide berongga, dilapisi logam.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. lan Woodruff, SD Output sudut saka sensor Raman waveguide berongga nganggo lapisan logam. 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. lan Woodruff, SD Output sudut saka sensor Raman nganggo pandu gelombang logam kosong.aplikasi kanggo milih 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Ringkesan babagan pandu gelombang berongga kanggo transmisi IR. integrasi serat. kanggo dipilih. 19, 211–227 (2000).