Nature.com сайтына кіргеніңіз үшін рақмет. Сіз пайдаланып отырған браузер нұсқасында CSS қолдауы шектеулі. Ең жақсы тәжірибе алу үшін жаңартылған браузерді пайдалануды ұсынамыз (немесе Internet Explorer бағдарламасында үйлесімділік режимін өшіріңіз). Сонымен қатар, үздіксіз қолдауды қамтамасыз ету үшін сайтты стильдер мен JavaScriptсіз көрсетеміз.
Сұйық үлгілердің іздік талдауы өмір туралы ғылымдар мен қоршаған ортаны бақылау салаларында кең ауқымды қолданысқа ие. Бұл жұмыста біз сіңіруді аса сезімтал анықтауға арналған металл толқын өткізгіш капиллярларына (MCC) негізделген ықшам және арзан фотометрді әзірледік. Оптикалық жолды айтарлықтай ұлғайтуға және MWC физикалық ұзындығынан әлдеқайда ұзағырақ етуге болады, себебі гофрленген тегіс металл бүйір қабырғаларымен шашыраған жарық түсу бұрышына қарамастан капиллярдың ішінде болуы мүмкін. Жаңа сызықтық емес оптикалық күшейту және үлгіні жылдам ауыстыру және глюкозаны анықтау арқасында кең таралған хромогендік реагенттер арқылы 5,12 нМ дейінгі концентрацияларға қол жеткізуге болады.
Фотометрия қолжетімді хромогендік реагенттер мен жартылай өткізгіш оптоэлектрондық құрылғылардың көптігіне байланысты сұйық үлгілердің іздік талдауы үшін кеңінен қолданылады1,2,3,4,5. Дәстүрлі кюветаға негізделген сіңіруді анықтаумен салыстырғанда, сұйық толқын өткізгіш (LWC) капиллярлары зонд жарығын капиллярдың ішінде ұстап тұру арқылы шағылысады (TIR)1,2,3,4,5. Дегенмен, одан әрі жетілдірусіз оптикалық жол LWC3.6 физикалық ұзындығына ғана жақын, ал LWC ұзындығын 1,0 м-ден асырғанда жарықтың күшті әлсіреуі және көпіршіктердің пайда болу қаупі жоғары болады3, 7. Оптикалық жолды жақсарту үшін ұсынылған көп шағылысу ұяшығына келетін болсақ, анықтау шегі тек 2,5-8,9 есеге жақсарады.
Қазіргі уақытта LWC екі негізгі түрі бар, атап айтқанда тефлон AF капиллярлары (сыну көрсеткіші тек ~1,3, бұл судың сыну көрсеткішінен төмен) және тефлон AF немесе металл пленкаларымен қапталған кремний диоксиді капиллярлары1,3,4. Диэлектрлік материалдар арасындағы шекарада TIR-ға қол жеткізу үшін сыну көрсеткіші төмен және жарық түсу бұрышы жоғары материалдар қажет3,6,10. Тефлон AF капиллярларына қатысты тефлон AF кеуекті құрылымына байланысты тыныс алады3,11 және су үлгілеріндегі заттардың аз мөлшерін сіңіре алады. Сыртынан тефлон AF немесе металлмен қапталған кварц капиллярлары үшін кварцтың сыну көрсеткіші (1,45) көптеген сұйық үлгілерге қарағанда жоғары (мысалы, су үшін 1,33)3,6,12,13. Ішінде металл пленкамен қапталған капиллярлар үшін тасымалдау қасиеттері зерттелген14,15,16,17,18, бірақ жабу процесі күрделі, металл пленканың беті кедір-бұдыр және кеуекті құрылымға ие4,19.
Сонымен қатар, коммерциялық LWC-лердің (AF Teflon Coated Capillaries және AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) басқа да кемшіліктері бар, мысалы: ақауларға байланысты. TIR3,10, (2) T-қосқышының үлкен өлі көлемі (капиллярларды, талшықтарды және кіріс/шығыс түтіктерін қосу үшін) ауа көпіршіктерін ұстап қалуы мүмкін10.
Сонымен қатар, глюкоза деңгейін анықтау қант диабетін, бауыр циррозын және психикалық ауруларды диагностикалау үшін өте маңызды20. және фотометрия (спектрофотометрия 21, 22, 23, 24, 25 және қағаздағы колориметрия 26, 27, 28 қоса алғанда), гальванометрия 29, 30, 31, флуорометрия 32, 33, 34, 35, оптикалық поляриметрия 36, беттік плазмондық резонанс 37, Фабри-Перо қуысы 38, электрохимия 39 және капиллярлық электрофорез 40,41 және т.б. сияқты көптеген анықтау әдістері. Дегенмен, бұл әдістердің көпшілігі қымбат жабдықты қажет етеді, ал бірнеше наномолярлық концентрацияларда глюкозаны анықтау қиындық тудыруда (мысалы, фотометриялық өлшеулер үшін21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, глюкозаның ең төменгі концентрациясы). Пруссия көк нанобөлшектері пероксидаза имитациясы ретінде пайдаланылған кезде шектеу тек 30 нМ болды). Наномолярлық глюкоза талдаулары көбінесе адамның қуық асты безі қатерлі ісігінің өсуін тежеу42 және мұхиттағы Прохлорококктың CO2 бекіту мінез-құлқы сияқты молекулалық деңгейдегі жасушалық зерттеулер үшін қажет.
Бұл мақалада аса сезімтал сіңіруді анықтау үшін металл толқын өткізгіш капиллярына (MWC) негізделген ықшам, арзан фотометр, электрожылтыратылған ішкі беті бар SUS316L тот баспайтын болаттан жасалған капилляр, жасалды. Жарық түсу бұрышына қарамастан металл капиллярлардың ішінде ұсталуы мүмкін болғандықтан, оптикалық жолды гофрленген және тегіс металл беттеріндегі жарықтың шашырауы арқылы айтарлықтай арттыруға болады және MWC физикалық ұзындығынан әлдеқайда ұзын. Сонымен қатар, өлі көлемді азайту және көпіршіктің тұрып қалуын болдырмау үшін оптикалық қосылым және сұйықтық кірісі/шығысы үшін қарапайым T-тәрізді қосқыш жасалды. 7 см MWC фотометрі үшін сызықты емес оптикалық жолдың жаңа жақсаруына және үлгіні жылдам ауыстыруға байланысты анықтау шегі 1 см кюветасы бар коммерциялық спектрофотометрмен салыстырғанда шамамен 3000 есе жақсарды, ал глюкозаны анықтау концентрациясына да қол жеткізуге болады. кең таралған хромогендік реагенттерді қолдану арқылы тек 5,12 нМ.
1-суретте көрсетілгендей, MWC негізіндегі фотометр EP класты электрожылтыратылған ішкі беті бар 7 см ұзындықтағы MWC-ден, линзасы бар 505 нм жарықдиодты шамнан, реттелетін күшейту фотодетекторынан және оптикалық байланыс пен сұйықтық кірісіне арналған екіден тұрады. Шығу. Кіріс үлгіні ауыстыру үшін Pike кіріс түтігіне қосылған үш жақты клапан қолданылады. Peek түтігі кварц пластинасына және MWC-ге тығыз сәйкес келеді, сондықтан T-қосқышындағы өлі көлем минималды деңгейде сақталады, бұл ауа көпіршіктерінің тұрып қалуына тиімді жол бермейді. Сонымен қатар, коллимацияланған сәулені T-тәрізді кварц пластинасы арқылы MWC-ге оңай және тиімді енгізуге болады.
Сәуле мен сұйықтық үлгісі Т-тәрізді бөлік арқылы MCC-ге енгізіледі, ал MCC арқылы өтетін сәуле фотодетектор арқылы қабылданады. Боялған немесе бос үлгілердің кіретін ерітінділері үш жақты клапан арқылы ICC-ге кезекпен енгізілді. Бир заңына сәйкес, түрлі-түсті үлгінің оптикалық тығыздығын 1.10 теңдеуінен есептеуге болады.
мұндағы Vcolor және Vblank - MCC-ге түсті және бос үлгілер енгізілген кездегі фотодетектордың шығыс сигналдары, ал Vdark - жарық диоды өшірілген кездегі фотодетектордың фондық сигналы. Шығыс сигналының ΔV = Vcolor–Vblank өзгерісін үлгілерді ауыстыру арқылы өлшеуге болады. Теңдеуге сәйкес. 1-суретте көрсетілгендей, егер ΔV Vblank–Vdark-тан әлдеқайда аз болса, іріктеуді ауыстыру схемасын қолданған кезде Vblank-тағы шағын өзгерістер (мысалы, дрейф) AMWC мәніне аз әсер етуі мүмкін.
MWC негізіндегі фотометрдің жұмысын кювет негізіндегі спектрофотометрмен салыстыру үшін түс үлгісі ретінде қызыл сия ерітіндісі пайдаланылды, себебі оның түс тұрақтылығы және концентрация-сіңіру сызықтығы жақсы, бос үлгі ретінде DI H2O қолданылды. 1-кестеде көрсетілгендей, еріткіш ретінде DI H2O пайдаланып, сериялық сұйылту әдісімен бірқатар қызыл сия ерітінділері дайындалды. 1-үлгінің (S1), сұйылтылмаған бастапқы қызыл бояудың салыстырмалы концентрациясы 1,0 деп анықталды. 2-суретте 8,0 × 10–3 (сол жақта) мен 8,2 × 10–10 (оң жақта) аралығындағы салыстырмалы концентрациялары (1-кестеде көрсетілген) бар 11 қызыл сия үлгісінің (S4-тен S14-ке дейін) оптикалық фотосуреттері көрсетілген.
6-үлгі үшін өлшеу нәтижелері 3(a) суретте көрсетілген. Боялған және бос үлгілер арасындағы ауысу нүктелері суретте «↔» қос көрсеткілерімен белгіленген. Түрлі-түсті үлгілерден бос үлгілерге және керісінше ауысқан кезде шығыс кернеуінің тез артатынын көруге болады. Vcolor, Vblank және сәйкес ΔV мәндерін суретте көрсетілгендей алуға болады.
(a) MWC негізіндегі фотометрді пайдаланып, 6-үлгі, (b) 9-үлгі, (c) 13-үлгі және (d) 14-үлгі үшін өлшеу нәтижелері.
9, 13 және 14 үлгілерінің өлшеу нәтижелері сәйкесінше 3(b)-(d) суреттерінде көрсетілген. 3(d) суретте көрсетілгендей, өлшенген ΔV тек 5 нВ құрайды, бұл шу мәнінен (2 нВ) шамамен 3 есе көп. Кішкентай ΔV-ны шудан ажырату қиын. Осылайша, анықтау шегі 8,2×10-10 салыстырмалы концентрациясына жетті (14-үлгі). Теңдеулердің көмегімен. 1. AMWC сіңірілуін өлшенген Vcolor, Vblank және Vdark мәндерінен есептеуге болады. 104 V күшейту коэффициенті бар фотодетектор үшін қараңғылық -0,68 мкВ құрайды. Барлық үлгілердің өлшеу нәтижелері 1-кестеде келтірілген және қосымша материалдан табуға болады. 1-кестеде көрсетілгендей, жоғары концентрацияларда анықталған сіңірілу қаныққан майлар, сондықтан 3,7-ден жоғары сіңірілуді MWC негізіндегі спектрометрлермен өлшеу мүмкін емес.
Салыстыру үшін қызыл сия үлгісі де спектрофотометрмен өлшенді, ал өлшенген акуветте сіңірілуі 4-суретте көрсетілген. 505 нм толқын ұзындығындағы акуветте мәндері (1-кестеде көрсетілгендей) 10, 11 немесе 12 үлгілерінің қисықтарын (қосымшада көрсетілгендей) бастапқы сызық ретінде 4-суретке сілтеме жасау арқылы алынды. Көрсетілгендей, анықтау шегі 2,56 x 10-6 салыстырмалы концентрациясына жетті (9-үлгі), себебі 10, 11 және 12 үлгілерінің сіңіру қисықтары бір-бірінен ажыратылмайтын болды. Осылайша, MWC негізіндегі фотометрді пайдаланған кезде анықтау шегі кювет негізіндегі спектрофотометрмен салыстырғанда 3125 есеге жақсарды.
Тәуелділік сіңіру-концентрациясы 5-суретте көрсетілген. Кюветаны өлшеу үшін сіңіру 1 см жол ұзындығындағы сия концентрациясына пропорционалды. Ал MWC негізіндегі өлшеулер үшін төмен концентрацияларда сіңірудің сызықтық емес өсуі байқалды. Бир заңына сәйкес, сіңіру оптикалық жол ұзындығына пропорционалды, сондықтан сіңіру күшеюі AEF (сол сия концентрациясында AEF = AMWC/Acuvett деп анықталады) MWC-нің кюветаның оптикалық жол ұзындығына қатынасы болып табылады. 5-суретте көрсетілгендей, жоғары концентрацияларда тұрақты AEF шамамен 7,0 құрайды, бұл MWC ұзындығы 1 см кюветаның ұзындығынан дәл 7 есе көп болғандықтан, ақылға қонымды. Дегенмен, төмен концентрацияларда (тиісті концентрация <1,28 × 10-5), AEF концентрацияның төмендеуімен артады және кюветаға негізделген өлшеу қисығын экстраполяциялау арқылы 8,2 × 10-10 тиісті концентрациясында 803 мәніне жетеді. Дегенмен, төмен концентрацияларда (тиісті концентрация <1,28 × 10-5), AEF концентрацияның төмендеуімен артады және кюветаға негізделген өлшеу қисығын экстраполяциялау арқылы 8,2 × 10-10 тиісті концентрациясында 803 мәніне жетеді. Однако при низких локациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменьшением концентрации және мүмкін 803 при относительной концентрация 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривой измер кривой измер. Дегенмен, төмен концентрацияларда (салыстырмалы концентрация <1,28 × 10–5), AEF концентрацияның төмендеуімен артады және кюветаға негізделген өлшеу қисығынан экстраполяцияланған кезде 8,2 × 10–10 салыстырмалы концентрациясында 803 мәніне жетуі мүмкін.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00.-2.在相关亿时将达到803 的值。然而 ， 在 低 浓度 （相关 浓度 <1,28 × 10-5） ， ， AEF 随着 的 降低 的 降低 而 斿 幀關基于 比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8,2 × 10-10 өлшемді өлшемдер Однако при азких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается с уменьшением концентрации, және при экстраполяции кривой измерения на основе кюветы оған достигает значения относительной концентрации 8,2 × 8. Дегенмен, төмен концентрацияларда (тиісті концентрациялар < 1,28 × 10-5) AED концентрацияның төмендеуімен артады, ал кюветаға негізделген өлшеу қисығынан экстраполяцияланған кезде ол 8,2 × 10–10 803 салыстырмалы концентрация мәніне жетеді.Нәтижесінде сәйкес оптикалық жол 803 см (AEF × 1 см) құрайды, бұл MWC физикалық ұзындығынан әлдеқайда ұзын, тіпті коммерциялық қолжетімді ең ұзын LWC-ден де (World Precision Instruments, Inc. компаниясынан 500 см) ұзын. Doko Engineering LLC компаниясының ұзындығы 200 см). LWC-дегі сіңірудің бұл сызықтық емес өсуі бұрын хабарланбаған.
6(a)-(c) суреттерінде MWC қимасының ішкі бетінің оптикалық кескіні, микроскоп кескіні және оптикалық профильдеуші кескіні сәйкесінше көрсетілген. 6(a) суретте көрсетілгендей, ішкі беті тегіс және жылтыр, көрінетін жарықты шағылыстыра алады және жоғары шағылыстырады. 6(b) суретте көрсетілгендей, металдың деформацияланғыштығы мен кристалдық сипатына байланысты тегіс бетінде ұсақ түйіршіктер мен кедір-бұдырлар пайда болады. Кішкентай аумақты ескере отырып (<5 мкм×5 мкм), бетінің көп бөлігінің кедір-бұдырлығы 1,2 нм-нен аз (6(c) сурет). Кішкентай аумақты ескере отырып (<5 мкм×5 мкм), бетінің көп бөлігінің кедір-бұдырлығы 1,2 нм-нен аз (6(c) сурет). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость үлкен шасти поверхности составляет менее 1,2 нм (рис. 6(в)). Ауданы кіші болғандықтан (<5 мкм×5 мкм), бетінің көп бөлігінің кедір-бұдырлығы 1,2 нм-нен аз (6(c) сурет).考虑到小面积（<5 мкм×5 мкм），大多数表面的粗糙度小于1,2 nm（图6（c）。考虑到小面积（<5 мкм×5 мкм），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 (рис. 6(в)). Кішкентай ауданды (<5 мкм × 5 мкм) ескере отырып, көптеген беттердің кедір-бұдырлығы 1,2 нм-нен аз (6(c) сурет).
(a) Оптикалық кескін, (b) микроскоп кескіні және (c) MWC кесіндісінің ішкі бетінің оптикалық кескіні.
7(a) суретте көрсетілгендей, капиллярдағы оптикалық жол LOP түсу бұрышы θ арқылы анықталады (LOP = LC/sinθ, мұндағы LC - капиллярдың физикалық ұзындығы). DI H2O толтырылған тефлонды AF капиллярлары үшін түсу бұрышы 77,8° сыни бұрыштан үлкен болуы керек, сондықтан LOP одан әрі жақсартусыз 1,02 × LC-ден аз болады3.6. Ал MWC кезінде капилляр ішіндегі жарықтың шектелуі сыну көрсеткішіне немесе түсу бұрышына тәуелсіз, сондықтан түсу бұрышы азайған сайын жарық жолы капиллярдың ұзындығынан әлдеқайда ұзын болуы мүмкін (LOP » LC). 7(b) суретте көрсетілгендей, гофрленген металл беті жарықтың шашырауын тудыруы мүмкін, бұл оптикалық жолды айтарлықтай арттыра алады.
Сондықтан, MWC үшін екі жарық жолы бар: шағылысусыз тікелей жарық (LOP = LC) және бүйір қабырғалары арасында бірнеше шағылысулары бар ара тісті жарық (LOP » LC). Бир заңына сәйкес, берілетін тікелей және зигзаг жарықтың қарқындылығын сәйкесінше PS×exp(-α×LC) және PZ×exp(-α×LOP) түрінде көрсетуге болады, мұндағы тұрақты α - толығымен сия концентрациясына тәуелді жұтылу коэффициенті.
Жоғары концентрациялы сия үшін (мысалы, тиісті концентрация >1,28 × 10-5), зигзаг жарық қатты әлсірейді және оның қарқындылығы түзу жарыққа қарағанда әлдеқайда төмен, бұл үлкен жұтылу коэффициентіне және оның оптикалық жолы әлдеқайда ұзын болуына байланысты. Жоғары концентрациялы сия үшін (мысалы, тиісті концентрация >1,28 × 10-5), зигзаг жарық қатты әлсірейді және оның қарқындылығы түзу жарыққа қарағанда әлдеқайда төмен, бұл үлкен жұтылу коэффициентіне және оның оптикалық жолы әлдеқайда ұзын болуына байланысты. Для чернил с высокой концентрацией (мысалы, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный свет сильно затухает, а его интенсивность кем емес, чем у прямого света, аз-за көп оптимализаторлар және одан да көп шығындар. Жоғары концентрациялы сия үшін (мысалы, салыстырмалы концентрациясы >1,28×10-5), зигзаг жарық қатты әлсірейді және оның қарқындылығы үлкен жұтылу коэффициентіне және әлдеқайда ұзағырақ оптикалық сәулеленуге байланысты тікелей жарыққа қарағанда әлдеқайда төмен.жол.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 很形 衰减 很 大 徦大直光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。Для чернил с высокой концентрацией (мысалы, релевантные концентрации >1,28×10-5) зигзагообразный свет значительно ослабляется, и его интенсивность намного неже, чем у прямого света из-за оптимого коэффициента поглощая. Жоғары концентрациялы сиялар үшін (мысалы, тиісті концентрациялар >1,28×10-5), зигзаг жарық айтарлықтай әлсірейді және оның қарқындылығы үлкен жұтылу коэффициентіне және ұзағырақ оптикалық уақытқа байланысты тікелей жарыққа қарағанда әлдеқайда төмен.кішкентай жол.Осылайша, тікелей жарық сіңіруді анықтауда басым болды (LOP=LC) және AEF ~7.0 деңгейінде тұрақты сақталды. Керісінше, сіңіру коэффициенті сия концентрациясының төмендеуімен төмендегенде (мысалы, байланысты концентрация <1,28 × 10-5), зигзаг жарықтың қарқындылығы түзу жарыққа қарағанда тезірек артады, содан кейін зигзаг жарық маңызды рөл атқара бастайды. Керісінше, сіңіру коэффициенті сия концентрациясының төмендеуімен төмендегенде (мысалы, байланысты концентрация <1,28 × 10-5), зигзаг жарықтың қарқындылығы түзу жарыққа қарағанда тезірек артады, содан кейін зигзаг жарық маңызды рөл атқара бастайды. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (мысалы, относительная резервия <1,28 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается жылдам, чем у прямзагобразного света, чем у прямзагобразного света увеличивается. Керісінше, сіңіру коэффициенті сия концентрациясының төмендеуімен төмендегенде (мысалы, салыстырмалы концентрация <1,28×10-5), зигзаг жарықтың қарқындылығы тікелей жарыққа қарағанда тезірек артады, содан кейін зигзаг жарық пайда бола бастайды.маңыздырақ рөл.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发挥作用一个聛多相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 書如 浺2 浺关10-5） ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 作用 一 聍更 更 更 更 更 更 更 更 HI的角色。 И наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (мысалы, соответствующая концентрация < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается тез, чем прям с играть на звечибого, более важную роль. Керісінше, сіңіру коэффициенті сия концентрациясының төмендеуімен төмендегенде (мысалы, сәйкес концентрация < 1,28×10-5), зигзаг жарықтың қарқындылығы тікелей жарыққа қарағанда тезірек артады, содан кейін зигзаг жарық маңызды рөл атқара бастайды.рөлдік кейіпкер.Сондықтан, ара тісті оптикалық жолдың (LOP » LC) арқасында AEF 7,0-ден әлдеқайда жоғары болуы мүмкін. MWC-нің дәл жарық өткізгіштік сипаттамаларын толқын өткізгіш режим теориясын қолдану арқылы алуға болады.
Оптикалық жолды жақсартумен қатар, үлгіні жылдам ауыстыру анықтаудың өте төмен шектеулеріне де ықпал етеді. MCC көлемінің аздығына (0,16 мл) байланысты MCC ішіндегі ерітінділерді ауыстыру және ауыстыру үшін қажетті уақыт 20 секундтан аз болуы мүмкін. 5-суретте көрсетілгендей, AMWC минималды анықталатын мәні (2,5 × 10–4) Acuvette мәніне (1,0 × 10–3) қарағанда 4 есе төмен. Капиллярдағы ағынды ерітіндінің жылдам ауысуы жүйе шуының (мысалы, дрейф) кюветтегі ұстап тұру ерітіндісімен салыстырғанда сіңіру айырмашылығының дәлдігіне әсерін азайтады. Мысалы, 3(b)-(d) суретте көрсетілгендей, ΔV-ны шағын көлемді капиллярдағы үлгіні жылдам ауыстыруға байланысты дрейф сигналынан оңай ажыратуға болады.
2-кестеде көрсетілгендей, еріткіш ретінде DI H2O пайдаланып, әртүрлі концентрациядағы глюкоза ерітінділерінің диапазоны дайындалды. Боялған немесе бос үлгілер глюкоза ерітіндісін немесе деиондалған суды глюкоза оксидазасының (GOD) және пероксидазаның (POD) 37 хромогендік ерітінділерімен сәйкесінше 3:1 белгіленген көлемдік қатынаста араластыру арқылы дайындалды. 8-суретте глюкоза концентрациясы 2,0 мМ (сол жақта) мен 5,12 нМ (оң жақта) аралығында болатын тоғыз боялған үлгінің (S2-S10) оптикалық фотосуреттері көрсетілген. Глюкоза концентрациясының төмендеуімен қызару азаяды.
4, 9 және 10 үлгілерін MWC негізіндегі фотометрмен өлшеу нәтижелері сәйкесінше 9(a)-(c) суреттерінде көрсетілген. 9(c) суретте көрсетілгендей, өлшенген ΔV аз тұрақты болады және өлшеу кезінде GOD-POD реагентінің түсі (глюкоза қоспай-ақ) жарықта баяу өзгерген сайын баяу артады. Осылайша, глюкоза концентрациясы 5,12 нМ-ден аз үлгілер үшін (10 үлгі) ΔV өлшеулерін қайталау мүмкін емес, себебі ΔV жеткілікті аз болған кезде, GOD-POD реагентінің тұрақсыздығын енді ескермеуге болмайды. Сондықтан, глюкоза ерітіндісін анықтау шегі 5,12 нМ құрайды, дегенмен сәйкес ΔV мәні (0,52 мкВ) шу мәнінен (0,03 мкВ) әлдеқайда үлкен, бұл кішкентай ΔV-ны әлі де анықтауға болатынын көрсетеді. Бұл анықтау шегін тұрақты хромогендік реагенттерді қолдану арқылы одан әрі жақсартуға болады.
(a) MWC негізіндегі фотометрді пайдаланып, 4-үлгі, (b) 9-үлгі және (c) 10-үлгі үшін өлшеу нәтижелері.
AMWC сіңірілуін өлшенген Vcolor, Vblank және Vdark мәндерін пайдаланып есептеуге болады. 105 V күшейту коэффициенті бар фотодетектор үшін dark мәні -0,068 мкВ құрайды. Барлық үлгілер үшін өлшемдерді қосымша материалда орнатуға болады. Салыстыру үшін глюкоза үлгілері спектрофотометрмен де өлшенді және Acuvette өлшенген сіңірілуі 10-суретте көрсетілгендей 0,64 мкМ анықтау шегіне жетті (7-үлгі).
Абсорбция мен концентрация арасындағы байланыс 11-суретте көрсетілген. MWC негізіндегі фотометрді қолданғанда, кювет негізіндегі спектрофотометрмен салыстырғанда анықтау шегінің 125 есе жақсаруына қол жеткізілді. Бұл жақсару GOD-POD реагентінің нашар тұрақтылығына байланысты қызыл сиямен жасалған талдаудан төмен. Төмен концентрацияларда абсорбцияның сызықтық емес жоғарылауы да байқалды.
MWC негізіндегі фотометр сұйық үлгілерді аса сезімтал анықтау үшін жасалған. Оптикалық жолды айтарлықтай ұлғайтуға және MWC физикалық ұзындығынан әлдеқайда ұзағырақ етуге болады, себебі гофрленген тегіс металл бүйір қабырғаларымен шашыраған жарық түсу бұрышына қарамастан капиллярдың ішінде болуы мүмкін. Жаңа сызықтық емес оптикалық күшейту және үлгіні жылдам ауыстыру және глюкозаны анықтау арқасында дәстүрлі GOD-POD реагенттерін пайдаланып, 5,12 нМ дейінгі концентрацияға қол жеткізуге болады. Бұл ықшам және арзан фотометр іздерді талдау үшін өмір туралы ғылымдарда және қоршаған ортаны бақылауда кеңінен қолданылатын болады.
1-суретте көрсетілгендей, MWC негізіндегі фотометр ұзындығы 7 см MWC (ішкі диаметрі 1,7 мм, сыртқы диаметрі 3,18 мм, EP класындағы электрожылтыратылған ішкі беті, SUS316L тот баспайтын болаттан жасалған капилляр), 505 нм толқын ұзындығындағы жарықдиодтан (Thorlabs M505F1) және линзалардан (сәуленің таралуы шамамен 6,6 градус), айнымалы күшейту фотодетекторынан (Thorlabs PDB450C) және оптикалық байланыс пен сұйықтықтың кіруі/шығуы үшін екі Т-тәрізді қосқыштан тұрады. Т-тәрізді қосқыш мөлдір кварц пластинасын MWC және Peek түтіктері (0,72 мм ID, 1,6 мм OD, Vici Valco Corp.) тығыз салынып, желімделген PMMA түтігіне жабыстыру арқылы жасалады. Кіріс үлгісін ауыстыру үшін Pike кіріс түтігіне қосылған үш жақты клапан қолданылады. Фотодетектор алынған оптикалық қуатты P күшейтілген кернеу сигналын N×V-ге түрлендіре алады (мұндағы V/P = 1550 нм кезінде 1,0 В/Вт, күшейту N 103-107 диапазонында қолмен реттелуі мүмкін). Қысқа болу үшін шығыс сигналы ретінде N×V орнына V қолданылады.
Салыстыру үшін, сұйық үлгілердің сіңірілуін өлшеу үшін 1,0 см кюветалық ұяшығы бар коммерциялық спектрофотометр (R928 жоғары тиімділіктегі фотокөбейткіші бар Agilent Technologies Cary 300 сериясы) де пайдаланылды.
MWC кесіндісінің ішкі беті тік және бүйірлік ажыратымдылығы сәйкесінше 0,1 нм және 0,11 мкм болатын оптикалық бет профильдеуішті (ZYGO New View 5022) пайдаланып тексерілді.
Барлық химиялық заттар (аналитикалық сұрып, одан әрі тазартуды қажет етпейді) Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd компаниясынан сатып алынды. Глюкозаны тексеру жинақтарына глюкоза оксидазасы (GOD), пероксидаза (POD), 4-аминоантипирин және фенол және т.б. кіреді. Хромогендік ерітінді әдеттегі GOD-POD 37 әдісімен дайындалды.
2-кестеде көрсетілгендей, әртүрлі концентрациядағы глюкоза ерітінділерінің диапазоны DI H2O еріткіш ретінде сериялық сұйылту әдісін қолдана отырып дайындалды (толығырақ ақпарат алу үшін қосымша материалдарды қараңыз). Глюкоза ерітіндісін немесе деиондалған суды хромоген ерітіндісімен сәйкесінше 3:1 белгіленген көлем қатынасында араластыру арқылы боялған немесе бос үлгілерді дайындаңыз. Барлық үлгілер өлшеу алдында 10 минут бойы жарықтан қорғалған 37°C температурада сақталды. GOD-POD әдісінде боялған үлгілер 505 нм-де сіңу максимумымен қызыл түске боялады, ал сіңу глюкоза концентрациясына дерлік пропорционалды.
1-кестеде көрсетілгендей, қызыл сия ерітінділерінің сериясы (Ostrich Ink Co., Ltd., Тяньцзинь, Қытай) еріткіш ретінде DI H2O пайдаланып, сериялық сұйылту әдісімен дайындалды.
Бұл мақаланы қалай дәйексөз ретінде келтіруге болады: Бай, М. және т.б. Металл толқын өткізгіш капиллярларына негізделген ықшам фотометр: глюкозаның наномолярлық концентрациясын анықтауға арналған. ғылым. 5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Дресс, П. және Франке, Х. Сұйықтықты талдаудың дәлдігін және сұйық өзекті толқын өткізгішті қолдану арқылы рН мәнін бақылауды арттыру. Дресс, П. және Франке, Х. Сұйықтықты талдаудың дәлдігін және сұйық өзекті толқын өткізгішті қолдану арқылы рН мәнін бақылауды арттыру.Дресс, П. және Франке, Х. Сұйықтықты талдаудың дәлдігін және сұйық өзекті толқын өткізгішпен рН бақылауды жақсарту. 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pHДресс, П. және Франке, Х. Сұйықтықты талдаудың дәлдігін және сұйық өзекті толқын өткізгіштерді қолдана отырып, рН бақылауды жақсарту.Ғылымға ауысу. метр. 68, 2167–2171 (1997).
Ли, К.П., Чжан, Дж. -З., Миллеро, Ф.Дж. және Ханселл, Д.А. Ұзын жолды сұйық толқын өткізгіш капиллярлық ұяшықпен теңіз суындағы іздік аммонийді үздіксіз колориметриялық анықтау. Ли, К.П., Чжан, Дж.-З., Миллеро, Ф.Дж. және Ханселл, Д.А. Ұзын жолды сұйық толқын өткізгіш капиллярлық ұяшықпен теңіз суындағы іздік аммонийді үздіксіз колориметриялық анықтау.Ли, КП, Чжан, Дж.-З., Миллеро, ФДж. және Хансель, Д.А. Сұйық толқын өткізгіші бар капиллярлық ұяшықты пайдаланып теңіз суындағы аммонийдің іздік мөлшерін үздіксіз колориметриялық анықтау. 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 Ли, QP, Чжан, Дж.-З., Миллеро, ФДЖ және Ханселл, Д.А.Ли, КП, Чжан, Дж.-З., Миллеро, ФДж және Хансель, Д.А. Ұзақ қашықтықтағы сұйық толқын өткізгіш капиллярларды қолдана отырып, теңіз суындағы аммонийдің іздік мөлшерін үздіксіз колориметриялық анықтау.Наурыздағы химия. 96, 73–85 (2005).
Паскоа, РНМЖ, Тот, И.В. және Рангель, АОСС Спектроскопиялық анықтау әдістерінің сезімталдығын арттыру үшін ағынға негізделген талдау әдістерінде сұйық толқынжол капиллярлық жасушасының соңғы қолданылуына шолу. Паскоа, РНМЖ, Тот, И.В. және Рангель, АОСС Спектроскопиялық анықтау әдістерінің сезімталдығын арттыру үшін ағынға негізделген талдау әдістерінде сұйық толқынжол капиллярлық жасушасының соңғы қолданылуына шолу.Паскоа, RNMJ, Тот, IV және Рангел, AOSS Спектроскопиялық анықтау әдістерінің сезімталдығын арттыру үшін ағынды талдау әдістерінде сұйық толқынжол капиллярлық жасушасының соңғы қолданылуына шолу. 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 回顾 液体 毛细管 单元 在 基于 的 分析 技术 中 的 技术 中 的 朌检测 方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 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Паскоа, RNMJ, Тот, IV және Рангел, AOSS Спектроскопиялық анықтау әдістерінің сезімталдығын арттыру үшін ағынға негізделген аналитикалық әдістерде сұйық толқын өткізгіш капиллярлық жасушалардың соңғы қолданылуына шолу.анус. Хим. Заңы 739, 1-13 (2012).
Вэнь, Т., Гао, Дж., Чжан, Дж., Биан, Б. және Шен, Дж. Қуыс толқынжолдар үшін капиллярдағы Ag, AgI қабықшаларының қалыңдығын зерттеу. Вэнь, Т., Гао, Дж., Чжан, Дж., Биан, Б. және Шен, Дж. Қуыс толқынжолдар үшін капиллярдағы Ag, AgI қабықшаларының қалыңдығын зерттеу.Вэн Т., Гао Дж., Чжан Дж., Биан Б. және Шен Дж. Қуыс толқын өткізгіштер үшін капиллярдағы Ag, AgI қабықшаларының қалыңдығын зерттеу. Вэнь, Т., Гао, Дж., Чжан, Дж., Биан, Б. және Шен, Дж. 中空波导毛细管中Ag、AgI 薄膜厚度的研究。 Вэнь, Т., Гао, Дж., Чжан, Дж., Биан, Б. және Шен, Дж. Ауа өткізгіштегі Ag және AgI жұқа қабықшасының қалыңдығын зерттеу.Вэнь Т., Гао Дж., Чжан Дж., Биан Б. және Шен Дж. Қуыс толқын өткізгіш капиллярлардағы Ag, AgI жұқа қабықшаларының қалыңдығын зерттеу.Инфрақызыл физика. технология 42, 501–508 (2001).
Гимберт, Л.Ж., Хейгарт, П.М. және Ворсфолд, П.Ж. Ұзын жолды сұйық толқын өткізгіш капиллярлық жасушамен және қатты күйдегі спектрофотометриялық детектормен ағынды инъекцияны қолдана отырып, табиғи сулардағы фосфаттың наномолярлық концентрациясын анықтау. Гимберт, Л.Ж., Хейгарт, П.М. және Ворсфолд, П.Ж. Ұзын жолды сұйық толқын өткізгіш капиллярлық жасушамен және қатты күйдегі спектрофотометриялық детектормен ағынды инъекцияны қолдана отырып, табиғи сулардағы фосфаттың наномолярлық концентрациясын анықтау.Гимберт, Л.Ж., Хейгарт, П.М. және Ворсфолд, П.Ж. Табиғи сулардағы наномолярлық фосфат концентрациясын сұйық толқын өткізгіш капиллярлық жасушамен ағынды инъекцияны және қатты күйдегі спектрофотометриялық детекторды қолдану арқылы анықтау. 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。 Гимберт, Л.Ж., Хейгарт, П.М. және Ворсфолд, П.Ж. Сұйық шприцті және ұзын қашықтықтағы сұйық толқын өткізгіш капиллярлық түтікті пайдаланып табиғи судағы фосфат концентрациясын анықтау.Гимберт, Л.Ж., Хейгарт, П.М. және Ворсфолд, П.Ж. Табиғи судағы наномолярлық фосфатты ұзын оптикалық жолмен және қатты күйдегі спектрофотометриялық анықтаумен инъекциялық ағынды және капиллярлық толқын өткізгішті қолдана отырып анықтау.Таранта 71, 1624–1628 (2007).
Бельц, М., Дресс, П., Сухитский, А. және Лю, С. Сұйық толқын өткізгіш капиллярлық жасушалардың сызықтықтығы және тиімді оптикалық жол ұзындығы. Бельц, М., Дресс, П., Сухитский, А. және Лю, С. Сұйық толқын өткізгіш капиллярлық жасушалардың сызықтықтығы және тиімді оптикалық жол ұзындығы.Бельц М., Дресс П., Сухицкий А. және Лю С. Капиллярлық жасушалардағы сұйық толқын өткізгіштердегі сызықтық және тиімді оптикалық жол ұзындығы. Белц, М., 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。 Бельц, М., Дресс, П., Сухитский, А. және Лю, С. Сұйық судың сызықтықтығы және тиімді ұзындығы.Бельц М., Дресс П., Сухицкий А. және Лю С. Капиллярлық жасуша сұйықтық толқынындағы сызықтық және тиімді оптикалық жол ұзындығы.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Даллас, Т. және Дасгупта, П.К. Туннель соңындағы жарық: сұйық өзекті толқын өткізгіштердің соңғы аналитикалық қолданылуы. Даллас, Т. және Дасгупта, П.К. Туннель соңындағы жарық: сұйық өзекті толқын өткізгіштердің соңғы аналитикалық қолданылуы.Даллас, Т. және Дасгупта, П.К. Туннель соңындағы жарық: сұйық өзекті толқын өткізгіштердің соңғы аналитикалық қолданылуы. Даллас, Т. және Дасгупта, туннельдің соңындағы жарық: 液芯波导的最新分析应用。 Даллас, Т. және Дасгупта, туннельдің соңындағы жарық: 液芯波导的最新分析应用。Даллас, Т. және Дасгупта, П.К. Туннельдің соңындағы жарық: сұйық ядролы толқын өткізгіштердің соңғы аналитикалық қолданылуы.TrAC, трендтік талдау. Химиялық. 23, 385–392 (2004).
Эллис, П.С., Джентель, Б.С., Грейс, М.Р. және МакКелви, Айдахо Ағынды талдауға арналған жан-жақты толық ішкі шағылысу фотометриялық анықтау ұяшығы. Эллис, П.С., Джентель, Б.С., Грейс, М.Р. және МакКелви, Айдахо Ағынды талдауға арналған жан-жақты толық ішкі шағылысу фотометриялық анықтау ұяшығы.Эллис, П.С., Джентель, Б.С., Грейс, М.Р. және МакКелви, И.Д. Ағынды талдауға арналған әмбебап фотометриялық толық ішкі шағылысу ұяшығы. 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。 Эллис, П.С., Джентель, Б.С., Грейс, М.Р. және МакКелви, АйдахоЭллис, П.С., Джентель, Б.С., Грейс, М.Р. және МакКелви, Айдахо Ағынды талдауға арналған әмбебап TIR фотометриялық ұяшығы.Таранта 79, 830–835 (2009).
Эллис, П.С., Лидди-Мини, А.Ж., Уорсфолд, П.Ж. және МакКелви, Айдахо Сазды сулардың ағынды инъекциялық талдауында қолдануға арналған көп шағылысу фотометриялық ағындық элемент. Эллис, П.С., Лидди-Мини, А.Ж., Уорсфолд, П.Ж. және МакКелви, Айдахо Сазды сулардың ағынды инъекциялық талдауында қолдануға арналған көп шағылысу фотометриялық ағындық элемент.Эллис, П.С., Лидди-Минни, А.Ж., Уорсфолд, П.Ж. және МакКелви, Айдахо Сағалық сулардың ағынын талдауда қолдануға арналған көп шағылысу фотометриялық ағын ұяшығы. 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。 Эллис, П.С., Лидди-Мини, Эй Джей, Уорсфолд, Пи Джей және МакКелви, Айдахо.Эллис, П.С., Лидди-Минни, А.Ж., Уорсфолд, П.Ж. және МакКелви, Айдахо. Сазды сулардағы ағынды инъекциялық талдауға арналған көп шағылысу фотометриялық ағындық ұяшық.анус Чим. Acta 499, 81-89 (2003).
Пан, Дж. -З., Яо, Б. және Фан, К. Нанолитрлік масштабтағы үлгілерге арналған сұйық өзекті толқын өткізгіштің жұтылуын анықтауға негізделген қол фотометрі. Пан, Дж.-З., Яо, Б. және Фан, К. Нанолитрлік масштабтағы үлгілерге арналған сұйық өзекті толқын өткізгіштің жұтылуын анықтауға негізделген қол фотометрі.Пан, Дж.-З., Яо, Б. және Фан, К. Нанолитрлік масштабтағы үлгілерге арналған сұйық өзек толқын ұзындығын сіңіруді анықтауға негізделген қол фотометрі. 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. 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。 негізіндеПан, Дж.-З., Яо, Б. және Фан, К. Сұйық өзек толқынындағы жұтылуды анықтауға негізделген наноөлшемді үлгісі бар қол фотометрі.анус химиялық журналы. 82, 3394–3398 (2010).
Чжан, Дж.-З. Спектрофотометриялық анықтау үшін ұзын оптикалық жолы бар капиллярлық ағын ұяшығын пайдалану арқылы инъекциялық ағынды талдаудың сезімталдығын арттырыңыз. анус. ғылым. 22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Сұйық капиллярлық толқын өткізгішті абсорбциялық спектроскопияда қолдану (Бирн мен Калтенбахердің пікіріне жауап). D'Sa, EJ & Steward, RG Сұйық капиллярлық толқын өткізгішті абсорбциялық спектроскопияда қолдану (Бирн мен Калтенбахердің пікіріне жауап).Д'Са, Э.Дж. және Стюард, Р.Г. Сұйық капиллярлық толқын өткізгіштерді абсорбциялық спектроскопияда қолдану (Бирн мен Калтенбахердің пікірлеріне жауап). 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 Сұйықтықты қолдану 毛绿波波对在сіңіру спектрі（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ және Steward, RG Абсорбциялық спектроскопияға арналған сұйық капиллярлық толқын өткізгіштер (Бирн мен Калтенбахердің пікірлеріне жауап ретінде).лимонол. Океанограф. 46, 742–745 (2001).
Хиджвания, С.К. және Гупта, Б.Д. Талшықты-оптикалық өрісті сіңіру сенсоры: талшықты параметрлер мен зонд геометриясының әсері. Хиджвания, С.К. және Гупта, Б.Д. Талшықты-оптикалық өрісті сіңіру сенсоры: талшықты параметрлер мен зонд геометриясының әсері.Хиджвания, С.К. және Гупта, BD Талшықты-оптикалық жарық өрісінің сіңіру сенсоры: талшық параметрлері мен зонд геометриясының әсері. 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。 Хиджвания, Скандинавия және Гупта, БДХиджвания, С.К. және Гупта, Б.Д. Эванесцентті өрісті жұту талшықты-оптикалық сенсорлар: талшық параметрлері мен зонд геометриясының әсері.Оптика және кванттық электроника 31, 625–636 (1999).
Биджицкий, С., Бурич, М.П., ​​Фальк, Дж. және Вудрафф, С.Д. Қуыс, металлмен қапталған, толқын өткізгіш Раман сенсорларының бұрыштық шығысы. Биджицкий, С., Бурич, М.П., ​​Фальк, Дж. және Вудрафф, С.Д. Қуыс, металлмен қапталған, толқын өткізгіш Раман сенсорларының бұрыштық шығысы.Беджитский, С., Бурич, М.П., ​​Фальк, Дж. және Вудрафф, С.Д. Металл қаптамасы бар қуыс толқын өткізгіш Раман сенсорларының бұрыштық шығысы. 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.Беджитский, С., Бурич, М.П., ​​Фальк, Дж. және Вудрафф, С.Д. Жалаңаш металл толқын өткізгіші бар Раман сенсорының бұрыштық шығысы.51-ші орынды таңдауға өтініш, 2023-2025 (2012).
Харрингтон, JA Инфрақызыл беріліске арналған қуыс толқын өткізгіштерге шолу. Талшықты интеграция. Таңдау. 19, 211–227 (2000).