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A análise de traços em amostras líquidas possui uma ampla gama de aplicações nas ciências da vida e no monitoramento ambiental. Neste trabalho, desenvolvemos um fotômetro compacto e de baixo custo baseado em capilares de guia de onda metálicos (MCCs) para a determinação ultrassensível da absorção. O caminho óptico pode ser significativamente ampliado, sendo muito maior que o comprimento físico do MCC, pois a luz dispersa pelas paredes laterais metálicas lisas e corrugadas pode ser contida dentro do capilar, independentemente do ângulo de incidência. Concentrações tão baixas quanto 5,12 nM podem ser alcançadas utilizando reagentes cromogênicos comuns, graças à nova amplificação óptica não linear e à rápida troca de amostras e detecção de glicose.
A fotometria é amplamente utilizada para análise de traços em amostras líquidas devido à abundância de reagentes cromogênicos e dispositivos optoeletrônicos semicondutores disponíveis^1,2,3,4,5. Comparada à determinação de absorbância tradicional baseada em cubeta, a reflexão interna total (TIR) ​​em capilares de guia de onda líquida (LWC) mantém a luz da sonda dentro do capilar^1,2,3,4,5. No entanto, sem melhorias adicionais, o caminho óptico é apenas próximo ao comprimento físico do LWC^3,6, e o aumento do comprimento do LWC além de 1,0 m acarreta forte atenuação da luz e alto risco de formação de bolhas, entre outros problemas^3,7. Com relação à célula de multirreflexão proposta para melhorias no caminho óptico, o limite de detecção é melhorado apenas por um fator de 2,5 a 8,9.
Existem atualmente dois tipos principais de capilares de água líquida (LWC): capilares de Teflon AF (com índice de refração de apenas ~1,3, inferior ao da água) e capilares de sílica revestidos com Teflon AF ou filmes metálicos^1,3,4. Para alcançar a reflexão interna total (TIR) ​​na interface entre materiais dielétricos, são necessários materiais com baixo índice de refração e altos ângulos de incidência da luz^3,6,10. No caso dos capilares de Teflon AF, este material é respirável devido à sua estrutura porosa^3,11 e pode absorver pequenas quantidades de substâncias presentes em amostras de água. Já os capilares de quartzo revestidos externamente com Teflon AF ou metal apresentam um índice de refração superior ao da maioria das amostras líquidas (por exemplo, 1,33 para a água)^3,6,12,13. Para capilares revestidos com uma película metálica no interior, as propriedades de transporte foram estudadas14,15,16,17,18, mas o processo de revestimento é complicado, a superfície da película metálica tem uma estrutura rugosa e porosa4,19.
Além disso, os LWCs comerciais (capilares revestidos com Teflon AF e capilares de sílica revestidos com Teflon AF, World Precision Instruments, Inc.) apresentam algumas outras desvantagens, como: para falhas. . O grande volume morto do conector T TIR3,10, (2) (para conectar capilares, fibras e tubos de entrada/saída) pode aprisionar bolhas de ar10.
Ao mesmo tempo, a determinação dos níveis de glicose é de grande importância para o diagnóstico de diabetes, cirrose hepática e doenças mentais20, e muitos métodos de detecção, como fotometria (incluindo espectrofotometria21, 22, 23, 24, 25 e colorimetria em papel26, 27, 28), galvanometria29, 30, 31, fluorometria32, 33, 34, 35, polarimetria óptica36, ressonância de plasmon de superfície37, cavidade Fabry-Perot38, eletroquímica39 e eletroforese capilar40,41, entre outros. No entanto, a maioria desses métodos requer equipamentos caros, e a detecção de glicose em concentrações nanomolares permanece um desafio (por exemplo, para medições fotométricas21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, a menor concentração de glicose). a limitação foi de apenas 30 nM quando nanopartículas de azul da Prússia foram usadas como mimetizadores de peroxidase). Análises de glicose nanomolar são frequentemente necessárias para estudos celulares em nível molecular, como a inibição do crescimento do câncer de próstata humano42 e o comportamento de fixação de CO2 de Prochlorococcus no oceano.
Neste artigo, desenvolveu-se um fotômetro compacto e de baixo custo baseado em um capilar de guia de onda metálico (MWC), um capilar de aço inoxidável SUS316L com superfície interna eletropolida, para a determinação ultrassensível da absorção. Como a luz pode ser aprisionada dentro de capilares metálicos independentemente do ângulo de incidência, o caminho óptico pode ser ampliado significativamente pela dispersão da luz em superfícies metálicas lisas e onduladas, sendo muito maior que o comprimento físico do MWC. Além disso, um conector em T simples foi projetado para a conexão óptica e entrada/saída de fluido, a fim de minimizar o volume morto e evitar o aprisionamento de bolhas. Para o fotômetro de MWC de 7 cm, o limite de detecção foi melhorado em cerca de 3000 vezes em comparação com o espectrofotômetro comercial com cubeta de 1 cm, devido ao aprimoramento do caminho óptico não linear e à rápida troca de amostras, e a concentração de detecção de glicose pode ser alcançada em apenas 5,12 nM usando reagentes cromogênicos comuns.
Conforme mostrado na Figura 1, o fotômetro baseado em MWC consiste em um MWC de 7 cm de comprimento com superfície interna eletropolida de grau EP, um LED de 505 nm com lente, um fotodetector com ganho ajustável e duas saídas para acoplamento óptico e entrada de líquido. Uma válvula de três vias conectada ao tubo de entrada Pike é usada para selecionar a amostra de entrada. O tubo Pike se encaixa perfeitamente contra a placa de quartzo e o MWC, de modo que o volume morto no conector em T é minimizado, evitando efetivamente o aprisionamento de bolhas de ar. Além disso, o feixe colimado pode ser introduzido no MWC de forma fácil e eficiente através da placa de quartzo do conector em T.
O feixe e a amostra líquida são introduzidos no MCC através de uma conexão em T, e o feixe que passa pelo MCC é recebido por um fotodetector. Soluções de amostras coradas ou em branco foram introduzidas alternadamente no ICC através de uma válvula de três vias. De acordo com a lei de Beer, a densidade óptica de uma amostra colorida pode ser calculada pela equação 1.10.
onde Vcolor e Vblank são os sinais de saída do fotodetector quando amostras coloridas e em branco são introduzidas no MCC, respectivamente, e Vdark é o sinal de fundo do fotodetector quando o LED está desligado. A variação no sinal de saída ΔV = Vcolor – Vblank pode ser medida pela troca de amostras. De acordo com a equação, como mostrado na Figura 1, se ΔV for muito menor que Vblank – Vdark, ao usar um esquema de comutação por amostragem, pequenas variações em Vblank (por exemplo, deriva) podem ter pouco efeito no valor AMWC.
Para comparar o desempenho do fotômetro baseado em MWC com o espectrofotômetro baseado em cubeta, uma solução de tinta vermelha foi utilizada como amostra de cor devido à sua excelente estabilidade de cor e boa linearidade de concentração-absorbância, com água deionizada (DI H2O) como amostra em branco. Como mostrado na Tabela 1, uma série de soluções de tinta vermelha foi preparada pelo método de diluição seriada utilizando água deionizada (DI H2O) como solvente. A concentração relativa da amostra 1 (S1), tinta vermelha original não diluída, foi determinada como 1,0. A Figura 2 mostra fotografias ópticas de 11 amostras de tinta vermelha (S4 a S14) com concentrações relativas (listadas na Tabela 1) variando de 8,0 × 10–3 (esquerda) a 8,2 × 10–10 (direita).
Os resultados das medições para a amostra 6 são mostrados na Figura 3(a). Os pontos de transição entre as amostras coloridas e as amostras em branco estão marcados na figura por setas duplas “↔”. Pode-se observar que a tensão de saída aumenta rapidamente ao alternar entre as amostras coloridas e as amostras em branco, e vice-versa. Os valores de Vcolor, Vblank e o ΔV correspondente podem ser obtidos conforme mostrado na figura.
(a) Resultados das medições para a amostra 6, (b) amostra 9, (c) amostra 13 e (d) amostra 14 usando um fotômetro baseado em MWC.
Os resultados das medições para as amostras 9, 13 e 14 são mostrados nas Figuras 3(b)-(d), respectivamente. Como mostrado na Figura 3(d), o ΔV medido é de apenas 5 nV, o que é quase 3 vezes o valor do ruído (2 nV). Um ΔV pequeno é difícil de distinguir do ruído. Assim, o limite de detecção atingiu uma concentração relativa de 8,2×10⁻¹⁰ (amostra 14). Com o auxílio das equações, a absorbância do AMWC pode ser calculada a partir dos valores medidos de Vcolor, Vblank e Vdark. Para um fotodetector com ganho de 10⁴, Vdark é -0,68 μV. Os resultados das medições para todas as amostras estão resumidos na Tabela 1 e podem ser encontrados no material suplementar. Como mostrado na Tabela 1, a absorbância encontrada em altas concentrações satura, portanto, a absorbância acima de 3,7 não pode ser medida com espectrômetros baseados em MWC.
Para comparação, uma amostra de tinta vermelha também foi medida com um espectrofotômetro e a absorbância medida com o Acuvette é mostrada na Figura 4. Os valores do Acuvette a 505 nm (conforme mostrado na Tabela 1) foram obtidos com base nas curvas das amostras 10, 11 ou 12 (conforme mostrado no detalhe da Figura 4). Como mostrado, o limite de detecção atingiu uma concentração relativa de 2,56 x 10⁻⁶ (amostra 9), pois as curvas de absorção das amostras 10, 11 e 12 eram indistinguíveis entre si. Assim, ao usar o fotômetro baseado em MWC, o limite de detecção foi melhorado em um fator de 3125 em comparação com o espectrofotômetro baseado em cubeta.
A dependência da absorbância em relação à concentração é apresentada na Figura 5. Para as medições em cubeta, a absorbância é proporcional à concentração da tinta em um comprimento de caminho óptico de 1 cm. Já para as medições baseadas em MWC, observou-se um aumento não linear na absorbância em baixas concentrações. De acordo com a lei de Beer, a absorbância é proporcional ao comprimento do caminho óptico, portanto, o ganho de absorção AEF (definido como AEF = AMWC/Cuveta na mesma concentração de tinta) é a razão entre o comprimento do caminho óptico da MWC e o da cubeta. Como mostrado na Figura 5, em altas concentrações, o valor constante de AEF é em torno de 7,0, o que é razoável, visto que o comprimento da MWC é exatamente 7 vezes o comprimento de uma cubeta de 1 cm. No entanto, em concentrações baixas (concentração relacionada <1,28 × 10-5), o AEF aumenta com a diminuição da concentração e atingiria um valor de 803 em uma concentração relacionada de 8,2 × 10-10, extrapolando a curva da medição baseada em cubeta. No entanto, em concentrações baixas (concentração relacionada <1,28 × 10-5), o AEF aumenta com a diminuição da concentração e atingiria um valor de 803 em uma concentração relacionada de 8,2 × 10-10, extrapolando a curva da medição baseada em cubeta. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменьшением negociação e pode ser entregue значения 803 por относительной концентрации 8,2 × 10–10 por экстраполяции кривой измерения на основе кюветы. No entanto, em concentrações baixas (concentração relativa <1,28 × 10–5), o AEF aumenta com a diminuição da concentração e pode atingir um valor de 803 em uma concentração relativa de 8,2 × 10–10 quando extrapolado a partir de uma curva de medição baseada em cubeta.然而，在低浓度（相关浓度<1,28 × 10-5 ）下，AEF随着浓度的降低而增加，并且通过外推基于比色皿的测量曲线，在相关浓度为8,2 × 10-10时将达到803 的值。然而 , 在 低 浓度 （相关 浓度 <1,28 × 10-5） , , AEF 随着 的 降低 而 , 并且 通过 外推 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 达到803 值。 Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается с уменьшением conversão e configuração própria кривой измерения на основе кюветы она достигает значения относительной концентрации 8,2 × 10–10 803 . Entretanto, em baixas concentrações (concentrações relevantes < 1,28 × 10-5), o AED aumenta com a diminuição da concentração e, quando extrapolado a partir de uma curva de medição baseada em cubeta, atinge um valor de concentração relativa de 8,2 × 10–10 803 .Isso resulta em um caminho óptico correspondente de 803 cm (AEF × 1 cm), que é muito maior do que o comprimento físico do MWC e até mesmo maior do que o LWC comercialmente disponível mais longo (500 cm da World Precision Instruments, Inc.). A Doko Engineering LLC possui um comprimento de 200 cm. Esse aumento não linear na absorção no LWC não foi relatado anteriormente.
As figuras 6(a)-(c) mostram, respectivamente, uma imagem óptica, uma imagem de microscópio e uma imagem de perfilômetro óptico da superfície interna da seção MWC. Como mostrado na figura 6(a), a superfície interna é lisa e brilhante, reflete luz visível e apresenta alta refletividade. Como mostrado na figura 6(b), devido à deformabilidade e à natureza cristalina do metal, pequenas platôs e irregularidades aparecem na superfície lisa. Devido à pequena área (<5 μm×5 μm), a rugosidade da maior parte da superfície é inferior a 1,2 nm (Fig. 6(c)). Considerando uma pequena área (<5 μm×5 μm), a rugosidade da maior parte da superfície é inferior a 1,2 nm (Fig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) é maior que 1,2 nm (risos. 6(v)). Devido à pequena área (<5 µm×5 µm), a rugosidade da maior parte da superfície é inferior a 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), número maior de escala 1,2 não (рис. 6 (в)). Considerando a pequena área (<5 µm × 5 µm), a rugosidade da maioria das superfícies é inferior a 1,2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Imagem óptica, (b) imagem microscópica e (c) imagem óptica da superfície interna do corte MWC.
Como mostrado na figura 7(a), o caminho óptico (LOP) no capilar é determinado pelo ângulo de incidência θ (LOP = LC/senθ, onde LC é o comprimento físico do capilar). Para capilares de Teflon AF preenchidos com água deionizada (DI H2O), o ângulo de incidência deve ser maior que o ângulo crítico de 77,8°, portanto o LOP é menor que 1,02 × LC sem melhorias adicionais3,6. Já com MWC, o confinamento da luz dentro do capilar é independente do índice de refração ou do ângulo de incidência, de modo que, à medida que o ângulo de incidência diminui, o caminho óptico pode ser muito maior que o comprimento do capilar (LOP » LC). Como mostrado na figura 7(b), a superfície metálica corrugada pode induzir a dispersão da luz, o que pode aumentar consideravelmente o caminho óptico.
Portanto, existem dois caminhos de luz para MWC: luz direta sem reflexão (LOP = LC) e luz em ziguezague com múltiplas reflexões entre as paredes laterais (LOP » LC). De acordo com a lei de Beer, a intensidade da luz transmitida direta e em ziguezague pode ser expressa como PS×exp(-α×LC) e PZ×exp(-α×LOP), respectivamente, onde a constante α é o coeficiente de absorção, que depende inteiramente da concentração da tinta.
Para tintas de alta concentração (por exemplo, concentração relacionada >1,28 × 10-5), a luz em ziguezague é altamente atenuada e sua intensidade é muito menor do que a da luz reta, devido ao grande coeficiente de absorção e ao seu caminho óptico muito mais longo. Para tintas de alta concentração (por exemplo, concentração relacionada >1,28 × 10-5), a luz em ziguezague é altamente atenuada e sua intensidade é muito menor do que a da luz reta, devido ao grande coeficiente de absorção e ao seu caminho óptico muito mais longo. Para configurar a configuração de sua preferência (por exemplo, configuração de configuração >1,28 × 10-5) verifique a cor сильно затухает, e ego интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и гораздо melhor opção óptica излучения. Para tintas de alta concentração (por exemplo, concentração relativa >1,28×10-5), a luz em ziguezague é fortemente atenuada e sua intensidade é muito menor do que a da luz direta devido ao grande coeficiente de absorção e à emissão óptica muito mais longa.acompanhar.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。直光, 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长 长Para definir a configuração correta (por exemplo, configuração relevante >1,28×10-5) значительно ослабляется, e eu интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и более длительного оптического времени. Para tintas de alta concentração (por exemplo, concentrações relevantes >1,28×10-5), a luz em ziguezague é significativamente atenuada e sua intensidade é muito menor do que a da luz direta devido ao grande coeficiente de absorção e ao maior tempo óptico.estradinha.Assim, a luz direta dominou a determinação da absorbância (LOP=LC) e o AEF foi mantido constante em ~7,0. Em contrapartida, quando o coeficiente de absorção diminui com a redução da concentração da tinta (por exemplo, concentração relacionada <1,28 × 10-5), a intensidade da luz em ziguezague aumenta mais rapidamente do que a da luz reta, e então a luz em ziguezague passa a desempenhar um papel mais importante. Em contrapartida, quando o coeficiente de absorção diminui com a redução da concentração da tinta (por exemplo, concentração relacionada <1,28 × 10-5), a intensidade da luz em ziguezague aumenta mais rapidamente do que a da luz reta, e então a luz em ziguezague passa a desempenhar um papel mais importante. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (por exemplo, относительная концентрация <1,28 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем у прямого света, и затем начинает играть зигзагообразный свет. Pelo contrário, quando o coeficiente de absorção diminui com a redução da concentração da tinta (por exemplo, concentração relativa <1,28×10-5), a intensidade da luz em ziguezague aumenta mais rapidamente do que a da luz direta, e então a luz em ziguezague começa a oscilar.papel mais importante.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角色。相反 , 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 , 相关 浓度 浓度 <1,28 × 10-5） ， 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 更更 更 更 更 更 更 更 HI的角色。 E por favor, porque a configuração de criptografia é configurada com um contrato de configuração (por exemplo, соответствующая концентрация < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого, и тогда зигзагообразный свет начинает играть более важную роль. Por outro lado, quando o coeficiente de absorção diminui com a redução da concentração da tinta (por exemplo, concentração correspondente < 1,28×10-5), a intensidade da luz em ziguezague aumenta mais rapidamente do que a luz direta, e então a luz em ziguezague começa a desempenhar um papel mais importante.personagem de papel.Portanto, devido ao caminho óptico em dente de serra (LOP » LC), o AEF pode ser aumentado muito além de 7,0. Características precisas de transmissão de luz do MWC podem ser obtidas usando a teoria de modos de guia de onda.
Além de melhorar o caminho óptico, a troca rápida de amostras também contribui para limites de detecção ultrabaixos. Devido ao pequeno volume do MCC (0,16 ml), o tempo necessário para trocar as soluções no MCC pode ser inferior a 20 segundos. Como mostrado na Figura 5, o valor mínimo detectável do AMWC (2,5 × 10–4) é 4 vezes menor que o do Acuvette (1,0 × 10–3). A troca rápida da solução em fluxo no capilar reduz o efeito do ruído do sistema (por exemplo, deriva) na precisão da diferença de absorbância em comparação com a solução de retenção na cubeta. Por exemplo, como mostrado nas figuras 3(b)-(d), ΔV pode ser facilmente distinguido de um sinal de deriva devido à troca rápida de amostras no capilar de pequeno volume.
Conforme mostrado na Tabela 2, uma série de soluções de glicose em diversas concentrações foi preparada utilizando água deionizada (DI H2O) como solvente. Amostras coradas ou em branco foram preparadas misturando a solução de glicose ou água deionizada com soluções cromogênicas de glicose oxidase (GOD) e peroxidase (POD) 37 em uma proporção volumétrica fixa de 3:1, respectivamente. A Figura 8 mostra fotografias ópticas de nove amostras coradas (S2-S10) com concentrações de glicose variando de 2,0 mM (esquerda) a 5,12 nM (direita). A intensidade da cor vermelha diminui com a redução da concentração de glicose.
Os resultados das medições das amostras 4, 9 e 10 com um fotômetro baseado em MWC são mostrados nas Figuras 9(a)-(c), respectivamente. Como mostrado na Figura 9(c), o ΔV medido torna-se menos estável e aumenta lentamente durante a medição, à medida que a cor do próprio reagente GOD-POD (mesmo sem a adição de glicose) muda lentamente sob a luz. Assim, medições sucessivas de ΔV não podem ser repetidas para amostras com concentração de glicose inferior a 5,12 nM (amostra 10), pois, quando ΔV é suficientemente pequeno, a instabilidade do reagente GOD-POD não pode mais ser negligenciada. Portanto, o limite de detecção para a solução de glicose é de 5,12 nM, embora o valor de ΔV correspondente (0,52 µV) seja muito maior que o valor de ruído (0,03 µV), indicando que um pequeno ΔV ainda pode ser detectado. Esse limite de detecção pode ser ainda mais aprimorado com o uso de reagentes cromogênicos mais estáveis.
(a) Resultados das medições para a amostra 4, (b) amostra 9 e (c) amostra 10 usando um fotômetro baseado em MWC.
A absorbância do AMWC pode ser calculada usando os valores medidos de Vcolor, Vblank e Vdark. Para um fotodetector com ganho de 105, Vdark é -0,068 μV. As medições para todas as amostras podem ser consultadas no material suplementar. Para comparação, amostras de glicose também foram medidas com um espectrofotômetro e a absorbância medida do Acuvette atingiu um limite de detecção de 0,64 µM (amostra 7), conforme mostrado na Figura 10.
A relação entre absorbância e concentração é apresentada na Figura 11. Com o fotômetro baseado em MWC, obteve-se uma melhoria de 125 vezes no limite de detecção em comparação com o espectrofotômetro baseado em cubeta. Essa melhoria é inferior à do ensaio com tinta vermelha devido à baixa estabilidade do reagente GOD-POD. Também foi observado um aumento não linear da absorbância em baixas concentrações.
O fotômetro baseado em MWC foi desenvolvido para a detecção ultrassensível de amostras líquidas. O caminho óptico pode ser ampliado significativamente, sendo muito maior que o comprimento físico do MWC, pois a luz dispersa pelas paredes laterais metálicas lisas e corrugadas pode ser contida dentro do capilar, independentemente do ângulo de incidência. Concentrações tão baixas quanto 5,12 nM podem ser alcançadas usando reagentes GOD-POD convencionais, graças à nova amplificação óptica não linear e à rápida troca de amostras e detecção de glicose. Este fotômetro compacto e de baixo custo será amplamente utilizado em ciências da vida e monitoramento ambiental para análise de traços.
Conforme ilustrado na Figura 1, o fotômetro baseado em MWC consiste em um MWC de 7 cm de comprimento (diâmetro interno de 1,7 mm, diâmetro externo de 3,18 mm, superfície interna eletropolida classe EP, capilar de aço inoxidável SUS316L), um LED de 505 nm (Thorlabs M505F1), lentes (abertura do feixe de aproximadamente 6,6 graus), um fotodetector de ganho variável (Thorlabs PDB450C) e dois conectores em T para comunicação óptica e entrada/saída de líquido. O conector em T é feito colando-se uma placa de quartzo transparente a um tubo de PMMA, no qual o MWC e os tubos de PEEK (0,72 mm de diâmetro interno, 1,6 mm de diâmetro externo, Vici Valco Corp.) são inseridos firmemente e colados. Uma válvula de três vias conectada ao tubo de entrada de PEEK é usada para selecionar a amostra que entra. O fotodetector pode converter a potência óptica recebida P em um sinal de tensão amplificado N×V (onde V/P = 1,0 V/W a 1550 nm, e o ganho N pode ser ajustado manualmente na faixa de 10³ a 10⁷). Por brevidade, V é usado em vez de N×V como sinal de saída.
Em comparação, um espectrofotômetro comercial (Agilent Technologies Cary série 300 com fotomultiplicador de alta eficiência R928) com uma cubeta de 1,0 cm também foi usado para medir a absorbância de amostras líquidas.
A superfície interna do corte MWC foi examinada utilizando um perfilômetro óptico de superfície (ZYGO New View 5022) com resolução vertical e lateral de 0,1 nm e 0,11 µm, respectivamente.
Todos os reagentes químicos (grau analítico, sem purificação adicional) foram adquiridos da Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Os kits de teste de glicose incluem glicose oxidase (GOD), peroxidase (POD), 4-aminoantipirina e fenol, etc. A solução cromogênica foi preparada pelo método GOD-POD 37 usual.
Conforme mostrado na Tabela 2, uma série de soluções de glicose em diversas concentrações foi preparada utilizando água deionizada (DI H2O) como diluente, por meio de um método de diluição seriada (veja os Materiais Suplementares para detalhes). As amostras coradas ou em branco foram preparadas misturando a solução de glicose ou água deionizada com a solução cromogênica em uma proporção volumétrica fixa de 3:1, respectivamente. Todas as amostras foram armazenadas a 37 °C, protegidas da luz, por 10 minutos antes da medição. No método GOD-POD, as amostras coradas adquirem coloração vermelha com um máximo de absorção em 505 nm, sendo a absorção quase proporcional à concentração de glicose.
Conforme mostrado na Tabela 1, uma série de soluções de tinta vermelha (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, China) foram preparadas pelo método de diluição seriada usando água deionizada como solvente.
Como citar este artigo: Bai, M. et al. Fotômetro compacto baseado em capilares de guia de onda metálicos: para determinação de concentrações nanomolares de glicose. The Science. 5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
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