Faleminderit që vizituat Nature.com. Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar CSS. Për përvojën më të mirë, ne ju rekomandojmë të përdorni një shfletues të përditësuar (ose të çaktivizoni Modalitetin e Përputhshmërisë në Internet Explorer). Ndërkohë, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne do ta paraqesim faqen pa stile dhe JavaScript.
Analiza e gjurmëve të mostrave të lëngshme ka një gamë të gjerë aplikimesh në shkencat e jetës dhe monitorimin mjedisor. Në këtë punim, ne kemi zhvilluar një fotometër kompakt dhe të lirë të bazuar në kapilarë valëpërçues metalikë (MCC) për përcaktimin ultrasensitiv të thithjes. Rruga optike mund të rritet shumë dhe të jetë shumë më e gjatë se gjatësia fizike e MWC-së, sepse drita e shpërndarë nga muret anësore të lëmuara metalike të valëzuara mund të përmbahet brenda kapilarit pavarësisht nga këndi i incidencës. Përqendrime deri në 5.12 nM mund të arrihen duke përdorur reagentë të zakonshëm kromogjenikë për shkak të amplifikimit të ri optik jo-linear dhe ndërrimit të shpejtë të mostrës dhe zbulimit të glukozës.
Fotometria përdoret gjerësisht për analizën e gjurmëve të mostrave të lëngshme për shkak të bollëkut të reagentëve kromogjenikë dhe pajisjeve optoelektronike gjysmëpërçuese në dispozicion1,2,3,4,5. Krahasuar me përcaktimin tradicional të absorbimit të bazuar në kuvetë, kapilarët e valëpërçuesve të lëngshëm (LWC) reflektojnë (TIR) ​​duke e mbajtur dritën e sondës brenda kapilarit1,2,3,4,5. Megjithatë, pa përmirësime të mëtejshme, rruga optike është vetëm afër gjatësisë fizike të LWC3.6, dhe rritja e gjatësisë së LWC përtej 1.0 m do të vuajë nga dobësimi i fortë i dritës dhe një rrezik i lartë i flluskave, etj.3, 7. Lidhur me qelizën e propozuar me shumë reflektime për përmirësime të rrugës optike, kufiri i zbulimit përmirësohet vetëm me një faktor prej 2.5-8.9.
Aktualisht ekzistojnë dy lloje kryesore të LWC-ve, përkatësisht kapilarët Teflon AF (që kanë një indeks thyerjeje prej vetëm ~1.3, që është më i ulët se ai i ujit) dhe kapilarët e silicës të veshur me Teflon AF ose filma metalikë1,3,4. Për të arritur TIR në ndërfaqen midis materialeve dielektrike, kërkohen materiale me një indeks thyerjeje të ulët dhe kënde të larta të incidencës së dritës3,6,10. Lidhur me kapilarët Teflon AF, Teflon AF është i frymëmarrshëm për shkak të strukturës së tij poroze3,11 dhe mund të thithë sasi të vogla substancash në mostrat e ujit. Për kapilarët e kuarcit të veshur nga jashtë me Teflon AF ose metal, indeksi thyerës i kuarcit (1.45) është më i lartë se shumica e mostrave të lëngshme (p.sh. 1.33 për ujin)3,6,12,13. Për kapilarët e veshur me një film metalik brenda, vetitë e transportit janë studiuar14,15,16,17,18, por procesi i veshjes është i ndërlikuar, sipërfaqja e filmit metalik ka një strukturë të ashpër dhe poroze4,19.
Përveç kësaj, LWC-të komerciale (Kapilarët e veshur me teflon AF dhe Kapilarët e veshur me silicë me teflon AF, World Precision Instruments, Inc.) kanë disa disavantazhe të tjera, të tilla si: për defekte. . Vëllimi i madh i vdekur i lidhësit T TIR3,10, (2) (për të lidhur kapilarët, fibrat dhe tubat hyrës/dalës) mund të bllokojë flluska ajri10.
Në të njëjtën kohë, përcaktimi i niveleve të glukozës është me rëndësi të madhe për diagnostikimin e diabetit, cirrozës së mëlçisë dhe sëmundjeve mendore20. dhe shumë metoda zbulimi si fotometria (duke përfshirë spektrofotometrinë 21, 22, 23, 24, 25 dhe kolorimetrinë në letër 26, 27, 28), galvanometria 29, 30, 31, fluorometria 32, 33, 34, 35, polarimetria optike 36, rezonanca sipërfaqësore e plazmonit 37, zgavra Fabry-Perot 38, elektrokimia 39 dhe elektroforeza kapilare 40,41 e kështu me radhë. Megjithatë, shumica e këtyre metodave kërkojnë pajisje të shtrenjta, dhe zbulimi i glukozës në disa përqendrime nanomolare mbetet një sfidë (për shembull, për matjet fotometrike21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, përqendrimi më i ulët i glukozës). kufizimi ishte vetëm 30 nM kur nanopjesëzat blu prusiane u përdorën si imitues të peroksidazës). Analizat nanomolare të glukozës shpesh kërkohen për studime qelizore në nivel molekular, siç është frenimi i rritjes së kancerit të prostatës tek njerëzit42 dhe sjellja e fiksimit të CO2 të Prochlorococcus në oqean.
Në këtë artikull, u zhvillua një fotometër kompakt dhe i lirë i bazuar në një kapilar valëpërçues metalik (MWC), një kapilar çeliku inox SUS316L me një sipërfaqe të brendshme të elektroliruar, për përcaktimin e absorbimit ultrasensitiv. Meqenëse drita mund të bllokohet brenda kapilarëve metalikë pavarësisht nga këndi i incidencës, rruga optike mund të rritet shumë nga shpërndarja e dritës në sipërfaqet metalike të valëzuara dhe të lëmuara, dhe është shumë më e gjatë se gjatësia fizike e MWC. Përveç kësaj, u projektua një lidhës i thjeshtë T për lidhjen optike dhe hyrjen/daljen e lëngut për të minimizuar vëllimin e vdekur dhe për të shmangur bllokimin e flluskave. Për fotometrin MWC 7 cm, kufiri i zbulimit është përmirësuar me rreth 3000 herë krahasuar me spektrofotometrin komercial me kuvetë 1 cm për shkak të përmirësimit të ri të rrugës optike jo-lineare dhe ndërrimit të shpejtë të mostrës, dhe përqendrimi i zbulimit të glukozës mund të arrihet gjithashtu. Vetëm 5.12 nM duke përdorur reagentë të zakonshëm kromogjenikë.
Siç tregohet në Figurën 1, fotometri i bazuar në MWC përbëhet nga një MWC 7 cm i gjatë me një sipërfaqe të brendshme të elektrolizuar të gradës EP, një LED 505 nm me një lente, një fotodetektor me fitim të rregullueshëm dhe dy për çiftëzimin optik dhe hyrjen e lëngut. Dalja. Një valvul trekahësh i lidhur me tubin hyrës Pike përdoret për të ndërruar mostrën hyrëse. Tubi Peek përshtatet mirë me pllakën e kuarcit dhe MWC-në, kështu që vëllimi i vdekur në lidhësin T mbahet në minimum, duke parandaluar në mënyrë efektive bllokimin e flluskave të ajrit. Përveç kësaj, rrezja e kolimuar mund të futet lehtësisht dhe me efikasitet në MWC përmes pllakës së kuarcit në formë T.
Rrezja dhe mostra e lëngshme futen në MCC përmes një copë T-je, dhe rrezja që kalon përmes MCC-së merret nga një fotodetektor. Tretësirat hyrëse të mostrave të ngjyrosura ose bosh u futën alternativisht në ICC përmes një valvule trekahëshe. Sipas ligjit të Beer-it, dendësia optike e një mostre me ngjyrë mund të llogaritet nga ekuacioni. 1.10
ku Vcolor dhe Vblank janë sinjalet dalëse të fotodetektorit kur mostrat me ngjyra dhe bosh futen përkatësisht në MCC, dhe Vdark është sinjali i sfondit të fotodetektorit kur LED është i fikur. Ndryshimi në sinjalin dalës ΔV = Vcolor–Vblank mund të matet duke ndërruar mostrat. Sipas ekuacionit. Siç tregohet në Figurën 1, nëse ΔV është shumë më i vogël se Vblank–Vdark, kur përdoret një skemë ndërrimi të mostrave, ndryshimet e vogla në Vblank (p.sh. zhvendosja) mund të kenë pak efekt në vlerën AMWC.
Për të krahasuar performancën e fotometrit të bazuar në MWC me spektrofotometrin e bazuar në kuvetë, një tretësirë ​​boje e kuqe u përdor si mostër ngjyre për shkak të stabilitetit të saj të shkëlqyer të ngjyrës dhe linearitetit të mirë të përqendrimit-thithjes, DI H2O si mostër bosh. Siç tregohet në Tabelën 1, një seri tretësirash boje të kuqe u përgatitën me metodën e hollimit serial duke përdorur DI H2O si tretës. Përqendrimi relativ i mostrës 1 (S1), bojë e kuqe origjinale e paholluar, u përcaktua si 1.0. Në fig. Figura 2 tregon fotografi optike të 11 mostrave të bojës së kuqe (S4 deri në S14) me përqendrime relative (të listuara në Tabelën 1) që variojnë nga 8.0 × 10–3 (majtas) deri në 8.2 × 10–10 (djathtas).
Rezultatet e matjes për mostrën 6 tregohen në Fig. 3(a). Pikat e ndërrimit midis mostrave të ngjyrosura dhe atyre bosh janë shënuar në figurë me shigjeta të dyfishta "↔". Mund të shihet se tensioni i daljes rritet me shpejtësi kur kalon nga mostrat me ngjyra në mostrat bosh dhe anasjelltas. Vcolor, Vblank dhe ΔV përkatëse mund të merren siç tregohet në figurë.
(a) Rezultatet e matjes për mostrën 6, (b) mostrën 9, (c) mostrën 13 dhe (d) mostrën 14 duke përdorur një fotometër të bazuar në MWC.
Rezultatet e matjes për mostrat 9, 13 dhe 14 tregohen përkatësisht në Fig. 3(b)-(d). Siç tregohet në Figurën 3(d), ΔV e matur është vetëm 5 nV, që është pothuajse 3 herë vlera e zhurmës (2 nV). Një ΔV e vogël është e vështirë të dallohet nga zhurma. Kështu, kufiri i zbulimit arriti një përqendrim relativ prej 8.2×10-10 (mostra 14). Me ndihmën e ekuacioneve. 1. Thithja e AMWC mund të llogaritet nga vlerat e matura Vcolor, Vblank dhe Vdark. Për një fotodetektor me një fitim prej 104, Vdark është -0.68 μV. Rezultatet e matjes për të gjitha mostrat janë përmbledhur në Tabelën 1 dhe mund të gjenden në materialin plotësues. Siç tregohet në Tabelën 1, thithja e gjetur në përqendrime të larta ngopet, kështu që thithja mbi 3.7 nuk mund të matet me spektrometra të bazuar në MWC.
Për krahasim, një mostër boje e kuqe u mat gjithashtu me një spektrofotometër dhe thithja e matur e Acuvette tregohet në Figurën 4. Vlerat e Acuvette në 505 nm (siç tregohet në Tabelën 1) u morën duke iu referuar kurbave të mostrave 10, 11 ose 12 (siç tregohet në inset). në Fig. 4) si një vijë bazë. Siç tregohet, kufiri i zbulimit arriti një përqendrim relativ prej 2.56 x 10-6 (mostra 9) sepse kurbat e thithjes së mostrave 10, 11 dhe 12 ishin të padallueshme nga njëra-tjetra. Kështu, kur përdoret fotometri i bazuar në MWC, kufiri i zbulimit u përmirësua me një faktor prej 3125 krahasuar me spektrofotometrin e bazuar në kuvetë.
Varësia e përthithjes-përqendrimit paraqitet në Fig. 5. Për matjet e kuvetës, përthithja është proporcionale me përqendrimin e bojës në një gjatësi shtegu prej 1 cm. Ndërsa, për matjet e bazuara në MWC, një rritje jo-lineare e përthithjes u vu re në përqendrime të ulëta. Sipas ligjit të Beer-it, përthithja është proporcionale me gjatësinë e shtegut optik, kështu që fitimi i përthithjes AEF (i përcaktuar si AEF = AMWC/Acuvette në të njëjtin përqendrim boje) është raporti i MWC me gjatësinë e shtegut optik të kuvetës. Siç tregohet në Figurën 5, në përqendrime të larta, konstantja AEF është rreth 7.0, gjë që është e arsyeshme pasi gjatësia e MWC është saktësisht 7 herë gjatësia e një kuvete 1 cm. Megjithatë, në përqendrime të ulëta (përqendrim i lidhur <1.28 × 10-5), AEF rritet me uljen e përqendrimit dhe do të arrinte një vlerë prej 803 në përqendrim të lidhur prej 8.2 × 10-10 duke ekstrapoluar kurbën e matjes së bazuar në kuvetë. Megjithatë, në përqendrime të ulëta (përqendrim i lidhur <1.28 × 10-5), AEF rritet me uljen e përqendrimit dhe do të arrinte një vlerë prej 803 në përqendrim të lidhur prej 8.2 × 10-10 duke ekstrapoluar kurbën e matjes së bazuar në kuvetë. Nga koncentratet e vogla (koncentrimi i jashtëm <1,28 × 10–5) AEF zvogëlon koncentrimet dhe mund të përcaktojë rëndësinë 803 nga koncentrimi i jashtëm 8,2 × 10–1 juveы. Megjithatë, në përqendrime të ulëta (përqendrim relativ <1.28 × 10–5), AEF rritet me uljen e përqendrimit dhe mund të arrijë një vlerë prej 803 në një përqendrim relativ prej 8.2 × 10–10 kur ekstrapolohet nga një kurbë matjeje e bazuar në kuvetë.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，在相关测0-10×10.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 Ｘ基于 比色皿 测量 曲线 ， 在 浓度 为 8,2 × 10-10 Nga koncentratet e vogla (koncentrimet relevantnыe < 1,28 × 10-5) AЭP zvogëlon koncentratet, dhe për shkak të ekstrapolimit të krizës në ato pika 1,28 × 10-2. 803 . Megjithatë, në përqendrime të ulëta (përqendrime përkatëse < 1.28 × 10-5) AED rritet me uljen e përqendrimit, dhe kur ekstrapolohet nga një kurbë matjeje e bazuar në kuvetë, arrin një vlerë përqendrimi relativ prej 8.2 × 10–10 803.Kjo rezulton në një shteg optik përkatës prej 803 cm (AEF × 1 cm), që është shumë më e gjatë se gjatësia fizike e MWC-së, dhe madje më e gjatë se LWC-ja më e gjatë e disponueshme komercialisht (500 cm nga World Precision Instruments, Inc.). Doko Engineering LLC ka një gjatësi prej 200 cm). Kjo rritje jolineare e thithjes në LWC nuk është raportuar më parë.
Në fig. 6(a)-(c) tregohet përkatësisht një imazh optik, një imazh mikroskopi dhe një imazh profilizues optik i sipërfaqes së brendshme të seksionit MWC. Siç tregohet në fig. 6(a), sipërfaqja e brendshme është e lëmuar dhe me shkëlqim, mund të reflektojë dritën e dukshme dhe është shumë reflektuese. Siç tregohet në fig. 6(b), për shkak të deformueshmërisë dhe natyrës kristalore të metalit, në sipërfaqen e lëmuar shfaqen mesata dhe parregullsi të vogla. Duke pasur parasysh sipërfaqen e vogël (<5 μm×5 μm), vrazhdësia e pjesës më të madhe të sipërfaqes është më pak se 1.2 nm (Fig. 6(c)). Duke pasur parasysh një sipërfaqe të vogël (<5 μm×5 μm), vrazhdësia e shumicës së sipërfaqeve është më pak se 1.2 nm (Fig. 6(c)). Ввиду малой площади (<5 мкм×5 мкм) шероховатость большей части поверхности е 1,2 nm (ris. 6(v)). Për shkak të sipërfaqes së vogël (<5 µm×5 µm), vrazhdësia e pjesës më të madhe të sipërfaqes është më pak se 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 mkm × 5 mkm), шероховатость большинства поверхностей составляет менее 1,2 nm (ris. 6(v)). Duke pasur parasysh sipërfaqen e vogël (<5 µm × 5 µm), vrazhdësia e shumicës së sipërfaqeve është më pak se 1.2 nm (Fig. 6(c)).
(a) Imazh optik, (b) imazh mikroskopi dhe (c) imazh optik i sipërfaqes së brendshme të prerjes MWC.
Siç tregohet në fig. 7(a), shtegu optik LOP në kapilar përcaktohet nga këndi i incidencës θ (LOP = LC/sinθ, ku LC është gjatësia fizike e kapilarit). Për kapilarët Teflon AF të mbushur me DI H2O, këndi i incidencës duhet të jetë më i madh se këndi kritik prej 77.8°, kështu që LOP është më pak se 1.02 × LC pa përmirësim të mëtejshëm3.6. Ndërsa, me MWC, kufizimi i dritës brenda kapilarit është i pavarur nga indeksi i thyerjes ose këndi i incidencës, kështu që ndërsa këndi i incidencës zvogëlohet, shtegu i dritës mund të jetë shumë më i gjatë se gjatësia e kapilarit (LOP » LC). Siç tregohet në fig. 7(b), sipërfaqja metalike e valëzuar mund të shkaktojë shpërndarje të dritës, e cila mund ta rrisë shumë shtegun optik.
Prandaj, ekzistojnë dy shtigje drite për MWC: drita direkte pa reflektim (LOP = LC) dhe drita dhëmbësh-sharrë me reflektime të shumëfishta midis mureve anësore (LOP » LC). Sipas ligjit të Beer-it, intensiteti i dritës direkte dhe zigzag të transmetuar mund të shprehet si PS×exp(-α×LC) dhe PZ×exp(-α×LOP) përkatësisht, ku konstantja α është koeficienti i absorbimit, i cili varet tërësisht nga përqendrimi i bojës.
Për bojën me përqendrim të lartë (p.sh., përqendrimi përkatës >1.28 × 10-5), drita zigzag është shumë e dobësuar dhe intensiteti i saj është shumë më i ulët se ai i dritës së drejtë, për shkak të koeficientit të madh të absorbimit dhe shtegut të saj optik shumë më të gjatë. Për bojën me përqendrim të lartë (p.sh., përqendrimi përkatës >1.28 × 10-5), drita zigzag është shumë e dobësuar dhe intensiteti i saj është shumë më i ulët se ai i dritës së drejtë, për shkak të koeficientit të madh të absorbimit dhe shtegut të saj optik shumë më të gjatë. Для чернил со высокой концентрацией (për shembull, относительная концентрация >1,28 × 10-5) bota zigzagoformnыy silьno zatuhaet, a ego intensivnosty namnogo niже, чем у прямого света поглощения и гораздо более длинного оптического излучения. Për bojën me përqendrim të lartë (p.sh. përqendrimi relativ >1.28×10-5), drita zigzag dobësohet fuqishëm dhe intensiteti i saj është shumë më i ulët se ai i dritës direkte për shkak të koeficientit të madh të absorbimit dhe emetimit optik shumë më të gjatë.pistë.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 衰减 很 衰减 很 大直光 ， 这 是 吸收 系数 大 光学 时间 更。。。 长 长 长 长Для чернил со высокой концентрацией (për shembull, koncentrimet relevantnыe >1,28×10-5) bota e ndjeshme e globit, dhe ego e intensivnosti e ndjeshme e pakësimit, për shkak të ndikimit të madh në botë и более длительного оптического времени. Për bojërat me përqendrim të lartë (p.sh., përqendrime përkatëse >1.28×10-5), drita zigzag dobësohet ndjeshëm dhe intensiteti i saj është shumë më i ulët se ai i dritës direkte për shkak të koeficientit të madh të absorbimit dhe kohës optike më të gjatë.rrugë e vogël.Kështu, drita direkte dominoi përcaktimin e absorbimit (LOP=LC) dhe AEF u mbajt konstante në ~7.0. Në të kundërt, kur koeficienti i absorbimit zvogëlohet me uljen e përqendrimit të bojës (p.sh., përqendrimi përkatës <1.28 × 10-5), intensiteti i dritës zigzag rritet më shpejt se ai i dritës së drejtë dhe më pas drita zigzag fillon të luajë një rol më të rëndësishëm. Në të kundërt, kur koeficienti i absorbimit zvogëlohet me uljen e përqendrimit të bojës (p.sh., përqendrimi përkatës <1.28 × 10-5), intensiteti i dritës zigzag rritet më shpejt se ai i dritës së drejtë dhe më pas drita zigzag fillon të luajë një rol më të rëndësishëm. Përgjigja, nëse koefficienti pogloщeniya zvogëlohet me koncentratet çernil (për shembull, относительная концентрация <1,28 × 10-5), intensiviteti ndihma e ndihmave të tjera, të tjera затем начинает играть зигзагообразный свет. Përkundrazi, kur koeficienti i absorbimit zvogëlohet me uljen e përqendrimit të bojës (për shembull, përqendrimi relativ <1.28×10-5), intensiteti i dritës zigzag rritet më shpejt se ai i dritës direkte, dhe më pas fillon të shfaqet drita zigzag.rol më të rëndësishëm.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- ），Z字形光的强度比直光增加得更快，然后Z字形光开始发挥鉲用一个更相反 ， 当 吸收 系数 随着 墨水 的 降低 而 降低 时 例如 例如 ， 相关 溵度关 12. 10-5) ， 字形光 的 强度 比 增加 得 更 ， 然后 z 字形光 发挥 遁用 一 臦更 更 更 更 更 更 更 更 HI的角色. I zgjidhja, nëse koefficienti pogloщeniya zvogëlohet me zbutjen e koncentrimit çernil (p.sh., këshilla e koncentrimit < 1,28×10-5), intensiviteti тогда зигзагообразный свет начинает играть более важную роль. Anasjelltas, kur koeficienti i absorbimit zvogëlohet me uljen e përqendrimit të bojës (për shembull, përqendrimi përkatës < 1.28×10-5), intensiteti i dritës zigzag rritet më shpejt se drita direkte, dhe më pas drita zigzag fillon të luajë një rol më të rëndësishëm.personazh roli.Prandaj, për shkak të shtegut optik dhëmbësharrë (LOP » LC), AEF mund të rritet shumë më tepër se 7.0. Karakteristikat e sakta të transmetimit të dritës së MWC mund të merren duke përdorur teorinë e modalitetit të valëpërçuesit.
Përveç përmirësimit të shtegut optik, ndërrimi i shpejtë i mostrës kontribuon gjithashtu në kufijtë ultra të ulët të zbulimit. Për shkak të vëllimit të vogël të MCC (0.16 ml), koha e nevojshme për të ndërruar dhe ndryshuar tretësirat në MCC mund të jetë më pak se 20 sekonda. Siç tregohet në Figurën 5, vlera minimale e zbulueshme e AMWC (2.5 × 10–4) është 4 herë më e ulët se ajo e Acuvette (1.0 × 10–3). Ndërrimi i shpejtë i tretësirës që rrjedh në kapilar zvogëlon efektin e zhurmës së sistemit (p.sh., zhvendosja) në saktësinë e ndryshimit të absorbimit krahasuar me tretësirën e mbajtjes në kuvetë. Për shembull, siç tregohet në fig. 3(b)-(d), ΔV mund të dallohet lehtësisht nga një sinjal zhvendosjeje për shkak të ndërrimit të shpejtë të mostrës në kapilarin me vëllim të vogël.
Siç tregohet në Tabelën 2, u përgatit një gamë tretësirash glukoze në përqendrime të ndryshme duke përdorur DI H2O si tretës. Mostrat e ngjyrosura ose të bardha u përgatitën duke përzier tretësirë ​​glukoze ose ujë të deionizuar me tretësira kromogjene të glukozë oksidazës (GOD) dhe peroksidazës (POD) 37 në një raport të caktuar vëllimi prej 3:1, përkatësisht. Në fig. 8 tregohen fotografi optike të nëntë mostrave të ngjyrosura (S2-S10) me përqendrime glukoze që variojnë nga 2.0 mM (majtas) në 5.12 nM (djathtas). Skuqja zvogëlohet me uljen e përqendrimit të glukozës.
Rezultatet e matjeve të mostrave 4, 9 dhe 10 me një fotometër të bazuar në MWC tregohen përkatësisht në Fig. 9(a)-(c). Siç tregohet në fig. 9(c), ΔV e matur bëhet më pak e qëndrueshme dhe rritet ngadalë gjatë matjes, ndërsa ngjyra e vetë reagentit GOD-POD (edhe pa shtuar glukozë) ndryshon ngadalë në dritë. Kështu, matjet e njëpasnjëshme ΔV nuk mund të përsëriten për mostrat me një përqendrim glukoze më të vogël se 5.12 nM (mostra 10), sepse kur ΔV është mjaft i vogël, paqëndrueshmëria e reagentit GOD-POD nuk mund të neglizhohet më. Prandaj, kufiri i zbulimit për tretësirën e glukozës është 5.12 nM, megjithëse vlera përkatëse ΔV (0.52 µV) është shumë më e madhe se vlera e zhurmës (0.03 µV), duke treguar se një ΔV e vogël mund të zbulohet ende. Ky kufi zbulimi mund të përmirësohet më tej duke përdorur reagentë kromogjenikë më të qëndrueshëm.
(a) Rezultatet e matjes për mostrën 4, (b) mostrën 9 dhe (c) mostrën 10 duke përdorur një fotometër të bazuar në MWC.
Thithja e AMWC mund të llogaritet duke përdorur vlerat e matura Vcolor, Vblank dhe Vdark. Për një fotodetektor me një fitim prej 105, Vdark është -0.068 μV. Matjet për të gjitha mostrat mund të vendosen në materialin plotësues. Për krahasim, mostrat e glukozës u matën gjithashtu me një spektrofotometër dhe thithja e matur e Acuvette arriti një limit zbulimi prej 0.64 µM (mostra 7) siç tregohet në Figurën 10.
Marrëdhënia midis absorbimit dhe përqendrimit paraqitet në Figurën 11. Me fotometrin e bazuar në MWC, u arrit një përmirësim 125-fish në kufirin e zbulimit krahasuar me spektrofotometrin e bazuar në kuvetë. Ky përmirësim është më i ulët se analiza e bojës së kuqe për shkak të stabilitetit të dobët të reagentit GOD-POD. U vu re gjithashtu një rritje jolineare e absorbimit në përqendrime të ulëta.
Fotometri i bazuar në MWC është zhvilluar për zbulimin ultra të ndjeshëm të mostrave të lëngshme. Rruga optike mund të rritet shumë dhe të jetë shumë më e gjatë se gjatësia fizike e MWC, sepse drita e shpërndarë nga muret anësore të lëmuara metalike të valëzuara mund të përmbahet brenda kapilarit pavarësisht nga këndi i incidencës. Përqendrime deri në 5.12 nM mund të arrihen duke përdorur reagentët konvencionalë GOD-POD falë amplifikimit të ri optik jo-linear dhe ndërrimit të shpejtë të mostrës dhe zbulimit të glukozës. Ky fotometër kompakt dhe i lirë do të përdoret gjerësisht në shkencat e jetës dhe monitorimin mjedisor për analizën e gjurmëve.
Siç tregohet në Figurën 1, fotometri i bazuar në MWC përbëhet nga një MWC me gjatësi 7 cm (diametri i brendshëm 1.7 mm, diametri i jashtëm 3.18 mm, sipërfaqja e brendshme e elektrolizuar e klasës EP, kapilar çeliku inox SUS316L), një LED me gjatësi vale 505 nm (Thorlabs M505F1) dhe lente (përhapja e rrezes rreth 6.6 gradë), fotodetektor me fitim të ndryshueshëm (Thorlabs PDB450C) dhe dy lidhës T për komunikim optik dhe hyrje/dalje të lëngut. Lidhësi T është bërë duke lidhur një pllakë kuarci transparente në një tub PMMA në të cilin tubat MWC dhe Peek (0.72 mm ID, 1.6 mm OD, Vici Valco Corp.) futen dhe ngjiten fort. Një valvul trekahësh i lidhur me tubin hyrës Pike përdoret për të ndërruar mostrën hyrëse. Fotodetektori mund ta konvertojë fuqinë optike të marrë P në një sinjal tensioni të amplifikuar N×V (ku V/P = 1.0 V/W në 1550 nm, fitimi N mund të rregullohet manualisht në diapazonin 103-107). Për shkurtësi, V përdoret në vend të N×V si sinjal dalës.
Në krahasim, një spektrofotometër komercial (seria Agilent Technologies Cary 300 me Fotomultiplier me Efikasitet të Lartë R928) me një qelizë kuvete 1.0 cm u përdor gjithashtu për të matur thithjen e mostrave të lëngshme.
Sipërfaqja e brendshme e prerjes MWC u ekzaminua duke përdorur një profilues optik të sipërfaqes (ZYGO New View 5022) me një rezolucion vertikal dhe anësor prej 0.1 nm dhe 0.11 µm, përkatësisht.
Të gjitha kimikatet (të gradës analitike, pa pastrim të mëtejshëm) u blenë nga Sichuan Chuangke Biotechnology Co., Ltd. Setet e testimit të glukozës përfshijnë glukozë oksidazë (GOD), peroksidazë (POD), 4-aminoantipirinë dhe fenol, etj. Tretësira kromogjenike u përgatit me metodën e zakonshme GOD-POD 37.
Siç tregohet në Tabelën 2, një gamë tretësirash glukoze në përqendrime të ndryshme u përgatitën duke përdorur DI H2O si hollues duke përdorur një metodë hollimi serial (shih Materialet Plotësuese për detaje). Përgatitni mostra të ngjyrosura ose bosh duke përzier tretësirë ​​glukoze ose ujë të deionizuar me tretësirë ​​kromogjenike në një raport të caktuar vëllimi prej 3:1, përkatësisht. Të gjitha mostrat u ruajtën në 37°C të mbrojtura nga drita për 10 minuta para matjes. Në metodën GOD-POD, mostrat e ngjyrosura kthehen në të kuqe me një maksimum thithjeje në 505 nm, dhe thithja është pothuajse proporcionale me përqendrimin e glukozës.
Siç tregohet në Tabelën 1, një seri tretësirash të bojës së kuqe (Ostrich Ink Co., Ltd., Tianjin, Kinë) u përgatitën me metodën e hollimit serial duke përdorur DI H2O si tretës.
Si ta citoni këtë artikull: Bai, M. et al. Fotometër kompakt i bazuar në kapilarë valëpërçues metalikë: për përcaktimin e përqendrimeve nanomolare të glukozës. shkenca. 5, 10476. doi: 10.1038/srep10476 (2015).
Dress, P. & Franke, H. Rritja e saktësisë së analizës së lëngjeve dhe kontrollit të vlerës së pH-it duke përdorur një valëpërçues me bërthamë të lëngshme. Dress, P. & Franke, H. Rritja e saktësisë së analizës së lëngjeve dhe kontrollit të vlerës së pH-it duke përdorur një valëpërçues me bërthamë të lëngshme.Dress, P. dhe Franke, H. Përmirësimi i saktësisë së analizës së lëngjeve dhe kontrollit të pH-it me një valëpërçues me bërthamë të lëngshme. Dress, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pH 值控制的准确性。 Dress, P. & Franke, H. 使用液芯波导提高液体分析和pHDress, P. dhe Franke, H. Përmirësimi i saktësisë së analizës së lëngjeve dhe kontrollit të pH-it duke përdorur valëpërçues me bërthamë të lëngshme.Kaloni te shkenca. metër. 68, 2167–2171 (1997).
Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA Përcaktimi kolorimetrik i vazhdueshëm i gjurmëve të amonit në ujin e detit me një qelizë kapilare valëpërçuese të lëngshme me rrugë të gjatë. Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA Përcaktimi kolorimetrik i vazhdueshëm i gjurmëve të amonit në ujin e detit me një qelizë kapilare valëpërçuese të lëngshme me rrugë të gjatë.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ dhe Hansel, DA Përcaktimi kolorimetrik i vazhdueshëm i sasive të gjurmëve të amoniakut në ujin e detit duke përdorur një qelizë kapilare me një valëpërçues të lëngshëm. Li, QP, Zhang, J. -Z., Millero, FJ & Hansell, DA 用长程液体波导毛细管连续比色测定海水中的痕量铵 Li, QP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ & Hansell, DA.Lee, KP, Zhang, J.-Z., Millero, FJ dhe Hansel, DA Përcaktimi kolorimetrik i vazhdueshëm i sasive të gjurmëve të amonit në ujin e detit duke përdorur kapilarë valëpërçues të lëngshëm me rreze të gjatë veprimi.Kimi në Mars. 96, 73–85 (2005).
Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Rishikimi i aplikimeve të fundit të qelizës kapilare të valëpërçuesit të lëngshëm në teknikat e analizës së bazuar në rrjedhë për të rritur ndjeshmërinë e metodave të zbulimit spektroskopik. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS Rishikimi i aplikimeve të fundit të qelizës kapilare të valëpërçuesit të lëngshëm në teknikat e analizës së bazuar në rrjedhë për të rritur ndjeshmërinë e metodave të zbulimit spektroskopik.Pascoa, RNMJ, Toth, IV dhe Rangel, AOSS Një përmbledhje e zbatimeve të fundit të qelizës kapilare të valëpërçuesit të lëngshëm në teknikat e analizës së rrjedhjes për të përmirësuar ndjeshmërinë e metodave të zbulimit spektroskopik. Páscoa, RNMJ, Tóth, IV & Rangel, AOSS回顾液体波导毛细管单元在基于流动的分析技术中的最新应用，以提高光谱检测方法的灵敏度。 Páscoa, rnmj, tóth, IV & rangel, aoss.检测 方法 的。。。 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 灵敏度 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Pascoa, RNMJ, Toth, IV dhe Rangel, AOSS Një përmbledhje e aplikimeve të fundit të qelizave kapilare të valëpërçuesit të lëngshëm në metodat analitike të bazuara në rrjedhë për të rritur ndjeshmërinë e metodave të zbulimit spektroskopik.anus. Akti i Kimisë 739, 1-13 (2012).
Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Hetimi i trashësisë së filmave Ag, AgI në kapilar për valëpërçuesit e zbrazët. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Hetimi i trashësisë së filmave Ag, AgI në kapilar për valëpërçuesit e zbrazët.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. dhe Shen J. Hetimi i trashësisë së filmave Ag, AgI në kapilar për valëpërçuesit e zbrazët. Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. 中空波导毛细管中Ag、AgI 薄膜厚度的研究。 Wen, T., Gao, J., Zhang, J., Bian, B. & Shen, J. Hulumtime mbi trashësinë e filmit të hollë të Ag dhe AgI në kanalin e ajrit.Wen T., Gao J., Zhang J., Bian B. dhe Shen J. Hetimi i trashësisë së filmit të hollë Ag, AgI në kapilarë valëpërçues të zbrazët.Fizika infra të kuqe. Teknologjia 42, 501–508 (2001).
Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Përcaktimi i përqendrimeve nanomolare të fosfatit në ujërat natyrore duke përdorur injeksion rrjedhjeje me një qelizë kapilare valëudhëzuese të lëngshme me gjatësi të gjatë dhe zbulim spektrofotometrik në gjendje të ngurtë. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Përcaktimi i përqendrimeve nanomolare të fosfatit në ujërat natyrore duke përdorur injeksion rrjedhjeje me një qelizë kapilare valëudhëzuese të lëngshme me gjatësi të gjatë dhe zbulim spektrofotometrik në gjendje të ngurtë.Gimbert, LJ, Haygarth, PM dhe Worsfold, PJ Përcaktimi i përqendrimeve të fosfatit nanomolar në ujërat natyrore duke përdorur injeksion rrjedhjeje me një qelizë kapilare valëpërçuese të lëngshme dhe zbulim spektrofotometrik në gjendje të ngurtë. Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ使用流动注射和长光程液体波导毛细管和固态分光光度检测法测定天然水中纳摩尔浓度的磷酸盐。 Gimbert, LJ, Haygarth, PM & Worsfold, PJ Përcaktimi i përqendrimit të fosfatit në ujë natyral duke përdorur një shiringë lëngu dhe një tub kapilar valëpërçues të lëngshëm me rreze të gjatë veprimi.Gimbert, LJ, Haygarth, PM dhe Worsfold, PJ Përcaktimi i fosfatit nanomolar në ujë natyral duke përdorur rrjedhën e injektimit dhe valëpërçuesin kapilar me shteg të gjatë optik dhe zbulimin spektrofotometrik në gjendje të ngurtë.Taranta 71, 1624–1628 (2007).
Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteti dhe gjatësia efektive e shtegut optik të qelizave kapilare të valëpërçuesve të lëngshëm. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteti dhe gjatësia efektive e shtegut optik të qelizave kapilare të valëpërçuesve të lëngshëm.Belz M., Dress P., Suhitsky A. dhe Liu S. Lineariteti dhe gjatësia efektive e shtegut optik në valëpërçuesit e lëngshëm në qelizat kapilare. Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. 液体波导毛细管细胞的线性和有效光程长度。 Belz, M., Dress, P., Sukhitskiy, A. & Liu, S. Lineariteti dhe gjatësia efektive e ujit të lëngshëm.Belz M., Dress P., Suhitsky A. dhe Liu S. Gjatësia lineare dhe efektive e shtegut optik në valën e lëngshme të qelizës kapilare.SPIE 3856, 271–281 (1999).
Dallas, T. & Dasgupta, PK Dritë në fund të tunelit: zbatime të fundit analitike të valëpërçuesve me bërthamë të lëngshme. Dallas, T. & Dasgupta, PK Dritë në fund të tunelit: zbatime të fundit analitike të valëpërçuesve me bërthamë të lëngshme.Dallas, T. dhe Dasgupta, PK Dritë në fund të tunelit: zbatime të fundit analitike të valëpërçuesve me bërthamë të lëngshme. Dallas, T. & Dasgupta, PK Drita në fund të tunelit:液芯波导的最新分析应用。 Dallas, T. & Dasgupta, PK Drita në fund të tunelit:液芯波导的最新分析应用。Dallas, T. dhe Dasgupta, PK Dritë në fund të tunelit: aplikimi më i fundit analitik i valëpërçuesve me bërthamë të lëngshme.TrAC, analiza e trendit. Kimike. 23, 385–392 (2004).
Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Një qelizë detektimi fotometrik me reflektim të brendshëm total dhe shumëfunksional për analizën e rrjedhjes. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID Një qelizë detektimi fotometrik me reflektim të brendshëm total dhe shumëfunksional për analizën e rrjedhjes.Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR dhe McKelvey, ID Qelizë universale fotometrike me reflektim të brendshëm total për analizën e rrjedhjes. Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, ID 用于流量分析的多功能全内反射光度检测池。 Ellis, PS, Gentle, BS, Grace, MR & McKelvie, IDEllis, PS, Gentle, BS, Grace, MR dhe McKelvey, ID Qelizë fotometrike universale TIR për analizën e rrjedhjes.Taranta 79, 830–835 (2009).
Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Qelizë rrjedhëse fotometrike me shumë reflektime për përdorim në analizën e injektimit të rrjedhës së ujërave të grykëderdhjeve. Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ & McKelvie, ID Qelizë rrjedhëse fotometrike me shumë reflektime për përdorim në analizën e injektimit të rrjedhës së ujërave të grykëderdhjeve.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ dhe McKelvey, ID Një qelizë rrjedhjeje fotometrike me shumë reflektime për përdorim në analizën e rrjedhjes së ujërave të grykëderdhjeve. 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 Ellis, PS, Lyddy-Meaney, AJ, Worsfold, PJ dhe McKelvie, ID.Ellis, PS, Liddy-Minnie, AJ, Worsfold, PJ dhe McKelvey, ID Një qelizë rrjedhjeje fotometrike me shumë reflektime për analizën e injektimit të rrjedhjes në ujërat e grykëderdhjeve.anus Chim. Acta 499, 81-89 (2003).
Pan, J. -Z., Yao, B. & Fang, Q. Fotometër dore i bazuar në zbulimin e thithjes së valëpërçuesit me bërthamë të lëngshme për mostrat në shkallë nanolitri. Pan, J.-Z., Yao, B. & Fang, Q. Fotometër dore i bazuar në zbulimin e thithjes së valëpërçuesit me bërthamë të lëngshme për mostrat në shkallë nanolitri.Pan, J.-Z., Yao, B. dhe Fang, K. Një fotometër dore i bazuar në zbulimin e thithjes së gjatësisë së valës nga bërthama e lëngshme për mostrat në shkallë nanolitri. 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. Bazuar në 液芯波波水水水油法的纳法手手手持光度计。Pan, J.-Z., Yao, B. dhe Fang, K. Një fotometër dore me një mostër nanoskalë bazuar në zbulimin e thithjes në një valë të lëngshme të bërthamës.anus Chemical. 82, 3394–3398 (2010).
Zhang, J.-Z. Rritni ndjeshmërinë e analizës së rrjedhës së injektimit duke përdorur një qelizë rrjedhëse kapilare me një shteg të gjatë optik për zbulimin spektrofotometrik. anus. shkenca. 22, 57–60 (2006).
D'Sa, EJ & Steward, RG Zbatimi i valëpërçuesit kapilar të lëngshëm në spektroskopinë e absorbimit (Përgjigje ndaj komentit nga Byrne dhe Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG Zbatimi i valëpërçuesit kapilar të lëngshëm në spektroskopinë e absorbimit (Përgjigje ndaj komentit nga Byrne dhe Kaltenbacher).D'Sa, EJ dhe Steward, RG Zbatimet e valëpërçuesve kapilarë të lëngshëm në spektroskopinë e absorbimit (Përgjigje ndaj komenteve nga Byrne dhe Kaltenbacher). D'Sa, EJ & Steward, RG 液体毛细管波导在吸收光谱中的应用（回复Byrne 和Kaltenbacher 的评论） D'Sa, EJ & Steward, RG Aplikimi i spektrit të përthithjes 毛绿波波对在（回复Byrne和Kaltenbacher的评论）.D'Sa, EJ dhe Steward, RG Valëpërçues kapilarë të lëngshëm për spektroskopinë e absorbimit (në përgjigje të komenteve nga Byrne dhe Kaltenbacher).limonol. Oqeanograf. 46, 742–745 (2001).
Khijwania, SK & Gupta, BD Sensori i thithjes së fushës evaneshente me fibra optike: Efekti i parametrave të fibrës dhe gjeometria e sondës. Khijwania, SK & Gupta, BD Sensori i thithjes së fushës evaneshente me fibra optike: Efekti i parametrave të fibrës dhe gjeometria e sondës.Hijvania, SK dhe Gupta, BD Sensori i Thithjes së Fushës Evaneshente me Fibër Optike: Ndikimi i Parametrave të Fibrës dhe Gjeometrisë së Sondës. Khijwania, SK & Gupta, BD 光纤倏逝场吸收传感器：光纤参数和探头几何形状的影响。 Khijwania, SK dhe Gupta, BDHijvania, SK dhe Gupta, BD Sensorë me fibra optike me absorbim të fushës evaneshente: ndikimi i parametrave të fibrave dhe gjeometrisë së sondës.Optika dhe Elektronika Kuantike 31, 625–636 (1999).
Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Dalja këndore e sensorëve Raman të zbrazët, të veshur me metal, me valëudhëzues. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD Dalja këndore e sensorëve Raman të zbrazët, të veshur me metal, me valëudhëzues.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. dhe Woodruff, SD Dalja këndore e sensorëve Raman me valëpërçues të zbrazët me veshje metalike. Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD 空心金属内衬波导拉曼传感器的角输出。 Biedrzycki, S., Buric, MP, Falk, J. & Woodruff, SD.Bedjitsky, S., Burich, MP, Falk, J. dhe Woodruff, SD Dalja këndore e një sensori Raman me një valëpërçues metalik të zhveshur.aplikim për të zgjedhur 51, 2023-2025 (2012).
Harrington, JA Një përmbledhje e valëpërçuesve të zbrazët për transmetimin IR. integrimi i fibrave. për të zgjedhur. 19, 211–227 (2000).