Спасибо за посещение Nature.com. Версия браузера, которую вы используете, имеет ограниченную поддержку CSS. Для наилучшего опыта мы рекомендуем вам использовать обновленный браузер (или отключить режим совместимости в Internet Explorer). В то же время, чтобы обеспечить постоянную поддержку, мы будем отображать сайт без стилей и JavaScript.
Анализ следов жидких образцов имеет широкий спектр применения в биологических науках и мониторинге окружающей среды. В этой работе мы разработали компактный и недорогой фотометр на основе металлических волноводных капилляров (MCC) для сверхчувствительного определения поглощения. Оптический путь может быть значительно увеличен и намного длиннее физической длины MWC, поскольку свет, рассеянный гофрированными гладкими металлическими боковыми стенками, может удерживаться внутри капилляра независимо от угла падения. Концентрации до 5,12 нМ могут быть достигнуты с использованием обычных хромогенных реагентов благодаря новому нелинейному оптическому усилению и быстрому переключению образцов и обнаружению глюкозы.
Фотометрия широко используется для анализа следов жидких образцов из-за обилия доступных хромогенных реагентов и полупроводниковых оптоэлектронных устройств1,2,3,4,5. По сравнению с традиционным определением поглощения на основе кювет, жидкостные волноводные (LWC) капилляры отражают (TIR), удерживая зондирующий свет внутри капилляра1,2,3,4,5. Однако без дальнейшего улучшения оптический путь лишь близок к физической длине LWC3.6, а увеличение длины LWC свыше 1,0 м пострадает от сильного затухания света и высокого риска образования пузырьков и т. д.3, 7. Что касается предлагаемой ячейки многократного отражения для улучшения оптического пути, предел обнаружения улучшается только в 2,5-8,9 раза.
В настоящее время существует два основных типа LWC, а именно капилляры Teflon AF (имеющие показатель преломления всего ~1,3, что ниже, чем у воды) и кварцевые капилляры, покрытые Teflon AF или металлическими пленками1,3,4. Для достижения TIR на границе раздела между диэлектрическими материалами требуются материалы с низким показателем преломления и высокими углами падения света3,6,10. Что касается капилляров Teflon AF, Teflon AF является воздухопроницаемым благодаря своей пористой структуре3,11 и может поглощать небольшие количества веществ в образцах воды. Для кварцевых капилляров, покрытых снаружи Teflon AF или металлом, показатель преломления кварца (1,45) выше, чем у большинства жидких образцов (например, 1,33 для воды)3,6,12,13. Для капилляров, покрытых изнутри металлической пленкой, были изучены транспортные свойства14,15,16,17,18, но процесс покрытия сложен, поверхность металлической пленки имеет шероховатую и пористую структуру4,19.
Кроме того, коммерческие LWC (капилляры AF с тефлоновым покрытием и кварцевые капилляры AF с тефлоновым покрытием, World Precision Instruments, Inc.) имеют некоторые другие недостатки, такие как: для неисправностей. . Большой мертвый объем TIR3,10, (2) Т-образного соединителя (для соединения капилляров, волокон и впускных/выпускных трубок) может захватывать пузырьки воздуха10.
В то же время определение уровня глюкозы имеет большое значение для диагностики диабета, цирроза печени и психических заболеваний20. и многих методов обнаружения, таких как фотометрия (включая спектрофотометрию21, 22, 23, 24, 25 и колориметрию на бумаге26, 27, 28), гальванометрия29, 30, 31, флуорометрия32, 33, 34, 35, оптическая поляриметрия36, поверхностный плазмонный резонанс37, полость Фабри-Перо38, электрохимия39 и капиллярный электрофорез40,41 и т. д. Однако большинство этих методов требуют дорогостоящего оборудования, а обнаружение глюкозы при нескольких наномолярных концентрациях остается сложной задачей (например, для фотометрических измерений21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 самая низкая концентрация глюкозы). ограничение составляло всего 30 нМ, когда в качестве имитаторов пероксидазы использовались наночастицы берлинской лазури). Наномолярные анализы глюкозы часто требуются для клеточных исследований на молекулярном уровне, таких как ингибирование роста рака простаты человека42 и поведение фиксации CO2 прохлорококком в океане.
В этой статье был разработан компактный, недорогой фотометр на основе металлического волноводного капилляра (MWC), капилляра из нержавеющей стали SUS316L с электрополированной внутренней поверхностью, для сверхчувствительного определения поглощения. Поскольку свет может быть захвачен внутри металлических капилляров независимо от угла падения, оптический путь может быть значительно увеличен за счет рассеяния света на гофрированных и гладких металлических поверхностях и намного длиннее физической длины MWC. Кроме того, был разработан простой Т-образный соединитель для оптического соединения и входа/выхода жидкости, чтобы минимизировать мертвый объем и избежать захвата пузырьков. Для фотометра MWC 7 см предел обнаружения улучшен примерно в 3000 раз по сравнению с коммерческим спектрофотометром с кюветой 1 см благодаря новому усовершенствованию нелинейного оптического пути и быстрому переключению образцов, а также может быть достигнута концентрация обнаружения глюкозы. всего 5,12 нМ с использованием обычных хромогенных реагентов.
Как показано на рисунке 1, фотометр на основе MWC состоит из MWC длиной 7 см с электрополированной внутренней поверхностью класса EP, светодиода 505 нм с линзой, фотодетектора с регулируемым усилением и двух для оптической связи и ввода жидкости. Выход. Трехходовой клапан, подключенный к впускной трубке Pike, используется для переключения входящего образца. Трубка Peek плотно прилегает к кварцевой пластине и MWC, поэтому мертвый объем в Т-образном соединителе сведен к минимуму, что эффективно предотвращает попадание пузырьков воздуха. Кроме того, коллимированный луч можно легко и эффективно ввести в MWC через кварцевую пластину Т-образного элемента.
Пучок и жидкий образец вводятся в MCC через тройник, а пучок, прошедший через MCC, принимается фотодетектором. Входящие растворы окрашенных или пустых образцов поочередно вводились в ICC через трехходовой клапан. Согласно закону Бера, оптическая плотность окрашенного образца может быть рассчитана из уравнения. 1.10
где Vcolor и Vblank — выходные сигналы фотодетектора при введении в MCC цветных и пустых образцов соответственно, а Vdark — фоновый сигнал фотодетектора при выключенном светодиоде. Изменение выходного сигнала ΔV = Vcolor–Vblank можно измерить путем переключения образцов. Согласно уравнению. Как показано на рисунке 1, если ΔV намного меньше Vblank–Vdark, при использовании схемы переключения выборок небольшие изменения Vblank (например, дрейф) могут оказать незначительное влияние на значение AMWC.
Для сравнения производительности фотометра на основе MWC со спектрофотометром на основе кюветы в качестве цветного образца использовался раствор красных чернил из-за его превосходной стабильности цвета и хорошей линейности концентрации-поглощения, а в качестве холостого образца использовалась DI H2O. Как показано в таблице 1, серия растворов красных чернил была приготовлена ​​методом последовательного разбавления с использованием DI H2O в качестве растворителя. Относительная концентрация образца 1 (S1), неразбавленной исходной красной краски, была определена как 1,0. На рис. На рисунке 2 показаны оптические фотографии 11 образцов красных чернил (S4–S14) с относительными концентрациями (перечисленными в таблице 1) в диапазоне от 8,0 × 10–3 (слева) до 8,2 × 10–10 (справа).
Результаты измерений для образца 6 показаны на рис. 3(а). Точки переключения между окрашенными и пустыми образцами отмечены на рисунке двойными стрелками «↔». Видно, что выходное напряжение быстро увеличивается при переключении с цветных образцов на пустые и наоборот. Vcolor, Vblank и соответствующее ΔV можно получить, как показано на рисунке.
(a) Результаты измерений для образца 6, (b) образца 9, (c) образца 13 и (d) образца 14 с использованием фотометра на основе MWC.
Результаты измерений для образцов 9, 13 и 14 показаны на рис. 3(b)-(d) соответственно. Как показано на рис. 3(d), измеренное ΔV составляет всего 5 нВ, что почти в 3 раза превышает значение шума (2 нВ). Небольшое ΔV трудно отличить от шума. Таким образом, предел обнаружения достиг относительной концентрации 8,2×10-10 (образец 14). С помощью уравнений. 1. Поглощение AMWC можно рассчитать из измеренных значений Vcolor, Vblank и Vdark. Для фотодетектора с усилением 104 Vdark составляет -0,68 мкВ. Результаты измерений для всех образцов обобщены в таблице 1 и могут быть найдены в дополнительных материалах. Как показано в таблице 1, поглощение, обнаруженное при высоких концентрациях, насыщается, поэтому поглощение выше 3,7 не может быть измерено с помощью спектрометров на основе MWC.
Для сравнения образец красных чернил также измерялся с помощью спектрофотометра, а измеренная абсорбция Acuvette показана на рисунке 4. Значения Acuvette при 505 нм (как показано в таблице 1) были получены путем ссылки на кривые образцов 10, 11 или 12 (как показано на вставке). на рис. 4) в качестве базовой линии. Как показано, предел обнаружения достиг относительной концентрации 2,56 x 10-6 (образец 9), поскольку кривые поглощения образцов 10, 11 и 12 были неотличимы друг от друга. Таким образом, при использовании фотометра на основе MWC предел обнаружения был улучшен в 3125 раз по сравнению со спектрофотометром на основе кюветы.
Зависимость поглощения от концентрации представлена ​​на рис. 5. Для кюветных измерений поглощение пропорционально концентрации чернил на длине пути 1 см. Тогда как для измерений на основе MWC нелинейное увеличение поглощения наблюдалось при низких концентрациях. Согласно закону Бера, поглощение пропорционально длине оптического пути, поэтому усиление поглощения AEF (определяемое как AEF = AMWC/Acuvette при той же концентрации чернил) является отношением MWC к длине оптического пути кюветы. Как показано на рис. 5, при высоких концентрациях константа AEF составляет около 7,0, что разумно, поскольку длина MWC ровно в 7 раз больше длины кюветы 1 см. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10-5) AEF увеличивается с уменьшением концентрации и достигнет значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10-10 путем экстраполяции кривой измерения с помощью кюветы. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10-5) AEF увеличивается с уменьшением концентрации и достигнет значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10-10 путем экстраполяции кривой измерения с помощью кюветы. Однако при низкой концентрации (относительная концентрация <1,28 × 10–5) AEF увеличивается с уменьшением концентраций и может создавать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции кривых измерений на основе кюветы. Однако при низких концентрациях (относительная концентрация <1,28 × 10–5) АЭФ увеличивается с уменьшением концентрации и может достигать значения 803 при относительной концентрации 8,2 × 10–10 при экстраполяции из кривой измерения на основе кюветы.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 низкой концентрации (релевантные батареи < 1,28 × 10-5) АЭП увеличивается с уменьшением цепей, а при экстраполяции кривых измерений на основе кюветы она достигает значений относительной цепи 8,2 × 10–10 803 . Однако при низких концентрациях (релевантные концентрации < 1,28 × 10-5) АЭД увеличивается с уменьшением концентрации, и при экстраполяции с кривой измерения на основе кюветы она достигает относительного значения концентрации 8,2 × 10–10 803 .Это приводит к соответствующему оптическому пути 803 см (AEF × 1 см), что намного больше физической длины MWC и даже больше, чем самая длинная коммерчески доступная LWC (500 см от World Precision Instruments, Inc.). Doko Engineering LLC имеет длину 200 см. Такое нелинейное увеличение поглощения в LWC ранее не сообщалось.
На рис. 6(a)-(c) показаны оптическое изображение, изображение микроскопа и изображение оптического профилировщика внутренней поверхности секции MWC соответственно. Как показано на рис. 6(a), внутренняя поверхность гладкая и блестящая, может отражать видимый свет и имеет высокую отражательную способность. Как показано на рис. 6(b), из-за деформируемости и кристаллической природы металла на гладкой поверхности появляются небольшие мезы и неровности. Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (рис. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (рис. 6(c)). Ввиду небольшого квадрата (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (рис. 6(в)). Из-за малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности составляет менее 1,2 нм (рис. 6(c)).1,2 нм (图6 (c)).1,2 нм (图6 (c)). Учитывая небольшую площадь (<5 мкм × 5 мкм), шероховатость большинства поверхностей составляет менее 1,2 нм (рис. 6(в)). Учитывая небольшую площадь (<5 мкм × 5 мкм), шероховатость большинства поверхностей составляет менее 1,2 нм (рис. 6(c)).
(а) Оптическое изображение, (б) изображение, полученное с помощью микроскопа, и (в) оптическое изображение внутренней поверхности среза MWC.
Как показано на рис. 7(a), оптический путь LOP в капилляре определяется углом падения θ (LOP = LC/sinθ, где LC - физическая длина капилляра). Для капилляров Teflon AF, заполненных DI H2O, угол падения должен быть больше критического угла 77,8°, поэтому LOP меньше 1,02 × LC без дальнейшего улучшения3,6. Тогда как при MWC ограничение света внутри капилляра не зависит от показателя преломления или угла падения, поэтому при уменьшении угла падения путь света может быть намного длиннее длины капилляра (LOP » LC). Как показано на рис. 7(b), гофрированная металлическая поверхность может вызывать рассеяние света, что может значительно увеличить оптический путь.
Таким образом, для MWC существует два световых пути: прямой свет без отражения (LOP = LC) и пилообразный свет с многократными отражениями между боковыми стенками (LOP » LC). Согласно закону Бера, интенсивность прошедшего прямого и зигзагообразного света может быть выражена как PS×exp(-α×LC) и PZ×exp(-α×LOP) соответственно, где константа α является коэффициентом поглощения, который полностью зависит от концентрации чернил.
Для чернил высокой концентрации (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный свет сильно ослабляется, а его интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и гораздо более длинного оптического пути. Для чернил высокой концентрации (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный свет сильно ослабляется, а его интенсивность намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента поглощения и гораздо более длинного оптического пути. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28 × 10-5) зигзагообразный свет сильно затухает, и его получается намного ниже, чем у прямого света, из-за большого коэффициента концентрации и гораздо более длинного оптического излучения. Для чернил с высокой концентрацией (например, относительная концентрация >1,28×10-5) зигзагообразный свет сильно ослабляется, а его интенсивность значительно ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и гораздо более длинного оптического излучения.отслеживать.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 ， 强度 远 低于直光 ， 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Для чернил с высокой концентрацией (например, соответствующие заряды >1,28×10-5) зигзагообразный свет значительно уменьшается, и его происходит намного ниже, чем при прямом свете, из-за большого коэффициента отражения и более продолжительного оптического времени. Для чернил с высокой концентрацией (например, соответствующие концентрации >1,28×10-5) зигзагообразный свет значительно ослабевает, а его интенсивность намного ниже, чем у прямого света из-за большого коэффициента поглощения и более длительного оптического времени.маленькая дорога.Таким образом, прямой свет доминировал при определении поглощения (LOP=LC), а AEF поддерживался постоянным на уровне ~7,0. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, при соответствующей концентрации <1,28 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого света, и тогда зигзагообразный свет начинает играть более важную роль. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, при соответствующей концентрации <1,28 × 10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого света, и тогда зигзагообразный свет начинает играть более важную роль. Напротив, когда коэффициент пропорциональности уменьшения с уменьшением концентрации (например, относительная концентрация <1,28×10-5), приводит к зигзагообразному свету, который увеличивается быстрее, чем при прямом свете, и затем начинает играть зигзагообразный свет. Напротив, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, относительная концентрация <1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого света, и тогда начинает играть зигзагообразный свет.более важную роль.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 ПРИВЕТ 角色。 И наоборот, когда коэффициент уменьшения концентрации с уменьшением концентрации (например, соответствующая концентрация < 1,28×10-5), приводит к увеличению зигзагообразного света быстрее, чем к прямому, и тогда зигзагообразные начала света играют более важную роль. Наоборот, когда коэффициент поглощения уменьшается с уменьшением концентрации чернил (например, соответствующая концентрация < 1,28×10-5), интенсивность зигзагообразного света увеличивается быстрее, чем прямого света, и тогда зигзагообразный свет начинает играть более важную роль.ролевой персонаж.Таким образом, благодаря пилообразному оптическому пути (LOP » LC) AEF может быть увеличен намного больше, чем 7,0. Точные характеристики светопропускания MWC могут быть получены с использованием теории волноводных мод.
Помимо улучшения оптического пути, быстрое переключение образцов также способствует сверхнизким пределам обнаружения. Из-за малого объема MCC (0,16 мл) время, необходимое для переключения и смены растворов в MCC, может составлять менее 20 секунд. Как показано на рисунке 5, минимальное обнаруживаемое значение AMWC (2,5 × 10–4) в 4 раза ниже, чем у Acuvette (1,0 × 10–3). Быстрое переключение текущего раствора в капилляре снижает влияние системного шума (например, дрейфа) на точность разницы поглощения по сравнению с удерживающим раствором в кювете. Например, как показано на рис. 3(b)-(d), ΔV можно легко отличить от сигнала дрейфа из-за быстрого переключения образца в капилляре малого объема.
Как показано в Таблице 2, ряд растворов глюкозы в различных концентрациях были приготовлены с использованием DI H2O в качестве растворителя. Окрашенные или пустые образцы были приготовлены путем смешивания раствора глюкозы или деионизированной воды с хромогенными растворами глюкозооксидазы (GOD) и пероксидазы (POD) 37 в фиксированном объемном соотношении 3:1 соответственно. На рис. 8 показаны оптические фотографии девяти окрашенных образцов (S2-S10) с концентрацией глюкозы в диапазоне от 2,0 мМ (слева) до 5,12 нМ (справа). Покраснение уменьшается с уменьшением концентрации глюкозы.
Результаты измерений образцов 4, 9 и 10 с помощью фотометра на основе MWC показаны на рис. 9(a)-(c) соответственно. Как показано на рис. 9(c), измеренное ΔV становится менее стабильным и медленно увеличивается во время измерения, поскольку цвет самого реагента GOD-POD (даже без добавления глюкозы) медленно меняется на свету. Таким образом, последовательные измерения ΔV не могут быть повторены для образцов с концентрацией глюкозы менее 5,12 нМ (образец 10), поскольку, когда ΔV достаточно мало, нестабильностью реагента GOD-POD больше нельзя пренебрегать. Следовательно, предел обнаружения для раствора глюкозы составляет 5,12 нМ, хотя соответствующее значение ΔV (0,52 мкВ) намного больше значения шума (0,03 мкВ), что указывает на то, что небольшое ΔV все еще может быть обнаружено. Этот предел обнаружения может быть дополнительно улучшен за счет использования более стабильных хромогенных реагентов.
(a) Результаты измерений для образца 4, (b) образца 9 и (c) образца 10 с использованием фотометра на основе MWC.
Поглощение AMWC можно рассчитать, используя измеренные значения Vcolor, Vblank и Vdark. Для фотодетектора с усилением 105 Vdark составляет -0,068 мкВ. Измерения для всех образцов можно задать в дополнительном материале. Для сравнения образцы глюкозы также измерялись с помощью спектрофотометра, и измеренное поглощение Acuvette достигло предела обнаружения 0,64 мкМ (образец 7), как показано на рисунке 10.
Связь между поглощением и концентрацией представлена ​​на рисунке 11. С фотометром на основе MWC было достигнуто 125-кратное улучшение предела обнаружения по сравнению со спектрофотометром на основе кюветы. Это улучшение ниже, чем у анализа с красными чернилами из-за плохой стабильности реагента GOD-POD. Также наблюдалось нелинейное увеличение поглощения при низких концентрациях.
Фотометр на основе MWC был разработан для сверхчувствительного обнаружения жидких образцов. Оптический путь может быть значительно увеличен и намного длиннее физической длины MWC, поскольку свет, рассеянный гофрированными гладкими металлическими боковыми стенками, может удерживаться внутри капилляра независимо от угла падения. Концентрации до 5,12 нМ могут быть достигнуты с использованием обычных реагентов GOD-POD благодаря новому нелинейному оптическому усилению и быстрому переключению образцов и обнаружению глюкозы. Этот компактный и недорогой фотометр будет широко использоваться в биологических науках и мониторинге окружающей среды для анализа следов.
Как показано на рисунке 1, фотометр на основе MWC состоит из MWC длиной 7 см (внутренний диаметр 1,7 мм, внешний диаметр 3,18 мм, электрополированная внутренняя поверхность класса EP, капилляр из нержавеющей стали SUS316L), светодиода с длиной волны 505 нм (Thorlabs M505F1) и линз (расхождение луча около 6,6 градусов), фотодетектора с переменным усилением (Thorlabs PDB450C) и двух Т-образных соединителей для оптической связи и подачи/выпуска жидкости. Т-образный соединитель изготавливается путем приклеивания прозрачной кварцевой пластины к трубке из ПММА, в которую плотно вставлены и приклеены трубки MWC и Peek (внутренний диаметр 0,72 мм, внешний диаметр 1,6 мм, Vici Valco Corp.). Трехходовой клапан, соединенный с впускной трубкой Pike, используется для переключения входящего образца. Фотодетектор может преобразовывать полученную оптическую мощность P в усиленный сигнал напряжения N×V (где V/P = 1,0 В/Вт при 1550 нм, коэффициент усиления N можно вручную регулировать в диапазоне 103-107). Для краткости в качестве выходного сигнала вместо N×V используется V.
Для сравнения, для измерения поглощения жидких образцов также использовался коммерческий спектрофотометр (серия Agilent Technologies Cary 300 с высокоэффективным фотоумножителем R928) с кюветной ячейкой размером 1,0 см.
Внутренняя поверхность среза MWC была исследована с помощью оптического профилометра поверхности (ZYGO New View 5022) с вертикальным и латеральным разрешением 0,1 нм и 0,11 мкм соответственно.
Все химические вещества (аналитической чистоты, без дополнительной очистки) были приобретены у компании Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Тестовые наборы для определения глюкозы включают глюкозооксидазу (GOD), пероксидазу (POD), 4-аминоантипирин и фенол и т. д. Хромогенный раствор был приготовлен обычным методом GOD-POD 37.
Как показано в Таблице 2, ряд растворов глюкозы в различных концентрациях были приготовлены с использованием DI H2O в качестве разбавителя с использованием метода серийного разбавления (подробности см. в Дополнительных материалах). Подготовьте окрашенные или пустые образцы, смешав раствор глюкозы или деионизированную воду с хромогенным раствором в фиксированном объемном соотношении 3:1 соответственно. Все образцы хранились при температуре 37°C в защищенном от света месте в течение 10 минут перед измерением. В методе GOD-POD окрашенные образцы становятся красными с максимумом поглощения при 505 нм, и поглощение почти пропорционально концентрации глюкозы.
Как показано в таблице 1, серия растворов красных чернил (Ostrich Ink Co., Ltd., Тяньцзинь, Китай) была приготовлена ​​методом последовательного разбавления с использованием деионизированной воды в качестве растворителя.
Как цитировать эту статью: Бай, М. и др. Компактный фотометр на основе металлических волноводных капилляров: для определения наномолярных концентраций глюкозы. Наука. 5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Дресс, П. и Франке, Х. Повышение точности анализа жидкости и контроля значения pH с помощью волновода с жидким сердечником. Дресс, П. и Франке, Х. Повышение точности анализа жидкости и контроля значения pH с помощью волновода с жидким сердечником.Дресс, П. и Франке, Х. Повышение точности анализа жидкости и контроля pH с помощью волновода с жидким сердечником. Платье, П. и Франке, Х. Платье, П. и Франке, Х. 使用液芯波导提高液体分析和pHДресс, П. и Франке, Х. Повышение точности анализа жидкостей и контроля pH с использованием волноводов с жидким сердечником.Переключитесь на науку. метр. 68, 2167–2171 (1997).
Ли, К. П., Чжан, Дж. -З., Миллеро, Ф. Дж. и Ханселл, Д. А. Непрерывное колориметрическое определение следов аммония в морской воде с помощью капиллярной ячейки с длинным жидкостным волноводом. Ли, К. П., Чжан, Дж.-З., Миллеро, Ф. Дж. и Ханселл, Д. А. Непрерывное колориметрическое определение следов аммония в морской воде с помощью капиллярной ячейки с длинным жидкостным волноводом.Ли, К. П., Чжан, Дж.-З., Миллеро, Ф. Дж. и Хансель, Д. А. Непрерывное колориметрическое определение следовых количеств аммония в морской воде с использованием капиллярной ячейки с жидкостным волноводом. Ли, К.П., Чжан, Дж.-З., Миллеро, Ф.Дж. и Ханселл, Д.А. Ли, К.П., Чжан, Ж.-З., Миллеро, Ф.Дж. и Ханселл, Д.А.Ли, К. П., Чжан, Дж.-З., Миллеро, Ф. Дж. и Хансель, Д. А. Непрерывное колориметрическое определение следовых количеств аммония в морской воде с использованием длинноволновых жидкостных капилляров.Химия в марте. 96, 73–85 (2005).
Паскоа, Р.Н.М.Дж., Тот, И.В. и Рангель, AOSS Обзор последних применений капиллярной ячейки с жидкостным волноводом в методах анализа на основе потока для повышения чувствительности спектроскопических методов обнаружения. Паскоа, Р.Н.М.Дж., Тот, И.В. и Рангель, AOSS Обзор последних применений капиллярной ячейки с жидкостным волноводом в методах анализа на основе потока для повышения чувствительности спектроскопических методов обнаружения.Паскоа, Р.Н.М.Дж., Тот, И.В. и Ранджел, А.О.С. Обзор последних применений капиллярной ячейки жидкостного волновода в методах анализа потока для повышения чувствительности спектроскопических методов обнаружения. Паскоа, RNMJ, Тот, IV и Ранхель, 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。 Паскоа, rnmj, тот, IV и рангел, aoss检测 方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度Паскоа, Р.Н.М.Дж., Тот, И.В. и Ранджел, А.О.С. Обзор последних применений капиллярных ячеек с жидкостным волноводом в аналитических методах на основе потока для повышения чувствительности спектроскопических методов обнаружения.анус. Хим. Акт 739, 1-13 (2012).
Вэнь, Т., Гао, Дж., Чжан, Дж., Бянь, Б. и Шэнь, Дж. Исследование толщины пленок Ag, AgI в капиллярах для полых волноводов. Вэнь, Т., Гао, Дж., Чжан, Дж., Бянь, Б. и Шэнь, Дж. Исследование толщины пленок Ag, AgI в капиллярах для полых волноводов.Вэнь Т., Гао Цз., Чжан Цз., Бянь Б. и Шэнь Цз. Исследование толщины пленок Ag, AgI в капиллярах для полых волноводов. Вэнь Т., Гао Дж., Чжан Дж., Бянь Б. и 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., Бянь, Б. и Шэнь, Дж. Исследование толщины тонкой пленки Ag и AgI в воздуховоде.Вэнь Т., Гао Дж., Чжан Дж., Бянь Б. и Шэнь Дж. Исследование толщины тонкой пленки Ag, AgI в полых волноводных капиллярах.Инфракрасная физика. Технология 42, 501–508 (2001).
Гимберт, Л.Дж., Хейгарт, П.М. и Ворсфолд, П.Дж. Определение наномолярных концентраций фосфата в природных водах с использованием проточной инжекции с длинноволновой капиллярной ячейкой жидкостного волновода и твердотельной спектрофотометрической детекцией. Гимберт, Л.Дж., Хейгарт, П.М. и Ворсфолд, П.Дж. Определение наномолярных концентраций фосфата в природных водах с использованием проточной инжекции с длинноволновой капиллярной ячейкой жидкостного волновода и твердотельной спектрофотометрической детекцией.Гимберт, Л.Дж., Хейгарт, П.М. и Ворсфолд, П.Дж. Определение наномолярных концентраций фосфата в природных водах с использованием проточной инжекции с жидкостной волноводной капиллярной ячейкой и твердотельной спектрофотометрической детекцией. Гимберт, Эл.Дж., Хейгарт, П.М. и Уорсфолд, П.Дж.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. Дж., Хейгарт, П. М. и Ворсфолд, П. Дж. Определение концентрации фосфата в природной воде с использованием жидкостного шприца и капиллярной трубки с длинноволновым жидкостным волноводом.Гимберт, Л. Дж., Хейгарт, П. М. и Ворсфолд, П. Дж. Определение наномолярного фосфата в природной воде с использованием инжекционного потока и капиллярного волновода с длинным оптическим путем и твердотельным спектрофотометрическим детектированием.Таранта 71, 1624–1628 (2007).
Белз, М., Дресс, П., Сухицкий, А. и Лю, С. Линейность и эффективная длина оптического пути капиллярных ячеек жидкостного волновода. Белз, М., Дресс, П., Сухицкий, А. и Лю, С. Линейность и эффективная длина оптического пути капиллярных ячеек жидкостного волновода.Белз М., Дресс П., Сухицкий А. и Лю С. Линейность и эффективная длина оптического пути в жидких волноводах в капиллярных ячейках. Белз М., Дресс П., Сухицкий А. и Лю С. Белз, М., Дресс, П., Сухицкий, А. и Лю, С. Линейность и эффективная длина жидкой воды.Белз М., Дресс П., Сухицкий А. и Лю С. Линейная и эффективная длина оптического пути в волне жидкости капиллярной ячейки.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Даллас, Т. и Дасгупта, П.К. Свет в конце туннеля: последние аналитические применения волноводов с жидким сердечником. Даллас, Т. и Дасгупта, П.К. Свет в конце туннеля: последние аналитические применения волноводов с жидким сердечником.Даллас, Т. и Дасгупта, П.К. Свет в конце туннеля: последние аналитические применения волноводов с жидким сердечником. Даллас Т. и Дасгупта П.К. Свет в конце туннеля. Даллас Т. и Дасгупта П.К. Свет в конце туннеля.Даллас, Т. и Дасгупта, П.К. Свет в конце туннеля: новейшее аналитическое применение волноводов с жидким сердечником.TrAC, анализ тенденций. Химия. 23, 385–392 (2004).
Эллис, П.С., Джентл, Б.С., Грейс, М.Р. и Маккелви, И.Д. Универсальная фотометрическая ячейка детектирования полного внутреннего отражения для анализа потока. Эллис, П.С., Джентл, Б.С., Грейс, М.Р. и Маккелви, И.Д. Универсальная фотометрическая ячейка детектирования полного внутреннего отражения для анализа потока.Эллис, П.С., Джентл, Б.С., Грейс, М.Р. и Маккелви, И.Д. Универсальная фотометрическая ячейка полного внутреннего отражения для анализа потока. Эллис, П.С., Джентл, Б.С., Грейс, М.Р. и Маккелви, ID. Эллис, PS, Джентл, BS, Грейс, MR и Маккелви, IDЭллис, П.С., Джентл, Б.С., Грейс, М.Р. и Маккелви, И.Д. Универсальная фотометрическая ячейка TIR для анализа потока.Таранта 79, 830–835 (2009).
Эллис, П.С., Лидди-Мини, А.Дж., Уорсфолд, П.Дж. и Маккелви, И.Д. Многоотражательная фотометрическая проточная ячейка для использования в анализе инжекции потока эстуарных вод. Эллис, П.С., Лидди-Мини, А.Дж., Уорсфолд, П.Дж. и Маккелви, И.Д. Многоотражательная фотометрическая проточная ячейка для использования в анализе инжекции потока эстуарных вод.Эллис, П.С., Лидди-Минни, А.Дж., Уорсфолд, П.Дж. и Маккелви, И.Д. Многоотражательная фотометрическая проточная ячейка для использования при анализе потока эстуарных вод. Эллис, П.С., Лидди-Мини, А.Дж., Уорсфолд, П.Дж. и МакКелви, ID. Эллис, П.С., Лидди-Мини, А.Дж., Уорсфолд, П.Дж. и Маккелви, И.Д.Эллис, П.С., Лидди-Минни, А.Дж., Уорсфолд, П.Дж. и Маккелви, И.Д. Многоотражательная фотометрическая проточная ячейка для анализа инжекции потока в эстуарных водах.анус хим. Акта 499, 81–89 (2003).
Пан, Дж. -З., Яо, Б. и Фанг, К. Ручной фотометр, основанный на обнаружении поглощения волноводом с жидким ядром для образцов нанолитрового масштаба. Пан, Дж.-З., Яо, Б. и Фанг, К. Ручной фотометр, основанный на обнаружении поглощения волноводом с жидким ядром для образцов нанолитрового масштаба.Пан, Дж.-З., Яо, Б. и Фанг, К. Ручной фотометр, основанный на детектировании поглощения длины волны жидкой сердцевины для образцов нанолитрового масштаба. Пан, Дж.-З., Яо, Б. и Фанг, К. Пан Ж.-З., Яо Б. и Фанг К. На основе 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计.Пан, Дж.-З., Яо, Б. и Фанг, К. Ручной фотометр с наноразмерным образцом, основанный на обнаружении поглощения в волне жидкого ядра.анус Химический. 82, 3394–3398 (2010).
Чжан, Дж.-З. Повышение чувствительности анализа потока инъекций с помощью капиллярной проточной ячейки с длинным оптическим путем для спектрофотометрического обнаружения. анус. наука. 22, 57–60 (2006).
Д'Са, Э.Дж. и Стюард, Р.Г. Применение жидкостного капиллярного волновода в абсорбционной спектроскопии (ответ на комментарий Бирна и Кальтенбахера). Д'Са, Э.Дж. и Стюард, Р.Г. Применение жидкостного капиллярного волновода в абсорбционной спектроскопии (ответ на комментарий Бирна и Кальтенбахера).Д'Са, Э.Дж. и Стюард, Р.Г. Применение жидкостных капиллярных волноводов в абсорбционной спектроскопии (ответ на комментарии Бирна и Кальтенбахера). Д'Са, Э.Дж. и Стюард, Р.Г. Д'Са, Э.Дж. и Стюард, Р.Г. Применение жидкостного спектра поглощения (Бирн и Кальтенбахер).Д'Са, Э.Дж. и Стюард, Р.Г. Жидкостные капиллярные волноводы для абсорбционной спектроскопии (в ответ на комментарии Бирна и Кальтенбахера).лимонол. Океанограф. 46, 742–745 (2001).
Хиджвания, С.К. и Гупта, Б.Д. Волоконно-оптический датчик поглощения затухающего поля: влияние параметров волокна и геометрии зонда. Хиджвания, С.К. и Гупта, Б.Д. Волоконно-оптический датчик поглощения затухающего поля: влияние параметров волокна и геометрии зонда.Хиджвания, С.К. и Гупта, Б.Д. Волоконно-оптический датчик поглощения затухающего поля: влияние параметров волокна и геометрии зонда. Хиджвания, СК и Гупта, BD. Хиджвания, СК и Гупта, БДХиджвания, С.К. и Гупта, Б.Д. Волоконно-оптические датчики поглощения затухающего поля: влияние параметров волокна и геометрии зонда.Оптика и квантовая электроника 31, 625–636 (1999).
Беджицкий, С., Бурич, М.П., ​​Фальк, Дж. и Вудрафф, С.Д. Угловой выходной сигнал полых волноводных рамановских датчиков с металлическим покрытием. Беджицкий, С., Бурич, М.П., ​​Фальк, Дж. и Вудрафф, С.Д. Угловой выходной сигнал полых волноводных рамановских датчиков с металлическим покрытием.Беджитский, С., Бурич, М.П., ​​Фальк, Дж. и Вудрафф, С.Д. Угловой выходной сигнал полых волноводных рамановских датчиков с металлической облицовкой. Беджицкий С., Бурич М.П., ​​Фальк Дж. и Вудрафф С.Д. Беджицкий С., Бурич М.П., ​​Фальк Дж. и Вудрафф С.Д.Беджитский, С., Бурич, М.П., ​​Фальк, Дж. и Вудрафф, С.Д. Угловой выходной сигнал рамановского датчика с открытым металлическим волноводом.заявка на выбор 51, 2023-2025 (2012).
Харрингтон, Дж. А. Обзор полых волноводов для передачи ИК-сигнала. интеграция волокон. выбор. 19, 211–227 (2000).