A folyékony minták nyomelemzése az élettudományok és a környezeti monitoring területén széles körben alkalmazható.Ebben a munkában egy kompakt és olcsó fotométert fejlesztettünk ki fém hullámvezető kapillárisokon (MCC) az abszorpció ultraérzékeny meghatározására.Az optikai út nagymértékben növelhető, és sokkal hosszabb, mint az MWC fizikai hossza, mivel a hullámos sima fém oldalfalak által szórt fény a beesési szögtől függetlenül a kapillárison belül tartható.Az új nemlineáris optikai erősítésnek, valamint a gyors mintaváltásnak és glükózdetektálásnak köszönhetően a szokásos kromogén reagensekkel akár 5,12 nM koncentráció is elérhető.
A fotometriát széles körben használják folyékony minták nyomelemzésére a rendelkezésre álló kromogén reagensek és félvezető optoelektronikai eszközök bősége miatt1,2,3,4,5.A hagyományos küvetta alapú abszorbanciameghatározáshoz képest a folyadék hullámvezető (LWC) kapillárisok visszaverik (TIR) azáltal, hogy a szonda fényét a kapillárison belül tartják1,2,3,4,5.Azonban további fejlesztés nélkül az optikai út csak közel van az LWC3.6 fizikai hosszához, és az LWC hosszának 1,0 m fölé növelése erős fénycsillapítást és nagy buborékveszélyt okoz, stb.3, 7. az optikai út javítására javasolt többszörös reflexiós cellához az észlelési határ csak 2,5-8,9-szeresére javul.
Jelenleg két fő típusa van az LWC-nek, nevezetesen a teflon AF kapillárisok (mindössze ~1,3 törésmutatóval rendelkeznek, ami alacsonyabb, mint a vízé) és a teflon AF-vel vagy fémfilmekkel bevont szilícium-dioxid kapillárisok1,3,4.A dielektromos anyagok határfelületén a TIR eléréséhez alacsony törésmutatójú és nagy fénybeesési szögű anyagokra van szükség3,6,10.Ami a Teflon AF kapillárisokat illeti, a Teflon AF porózus szerkezetének3,11 köszönhetően légáteresztő, és kis mennyiségű anyagot képes elnyelni a vízmintákban.A kívülről teflon AF-vel vagy fémmel bevont kvarckapillárisok esetében a kvarc törésmutatója (1,45) magasabb, mint a legtöbb folyadékminta (pl. 1,33 víz esetében)3,6,12,13.A belsejében fémfóliával bevont kapillárisoknál a szállítási tulajdonságokat vizsgálták14,15,16,17,18, de a bevonási folyamat bonyolult, a fémfólia felülete érdes és porózus szerkezetű4,19.
Ezenkívül a kereskedelmi forgalomban lévő LWC-knek (AF teflon bevonatú kapillárisok és AF teflon bevonatú szilícium-kapillárisok, World Precision Instruments, Inc.) vannak más hátrányok is, például: hibák..A TIR3,10, (2) T-csatlakozó nagy holttérfogata (kapillárisok, szálak és bemeneti/kimeneti csövek összekötésére) felfoghatja a légbuborékokat10.
A glükózszint meghatározása ugyanakkor nagy jelentőséggel bír a cukorbetegség, a májcirrhosis és a mentális betegségek diagnosztizálásában20.és számos kimutatási módszer, például fotometria (beleértve a 21, 22, 23, 24, 25 spektrofotometriát és a 26, 27, 28 papíron végzett kolorimetriát), galvanometria 29, 30, 31, fluorometria 32, 33, 34, 35, optikai 36 polaritás, felszíni plazmon rezonancia.37, Fabry-Perot üreg 38, elektrokémia 39 és kapilláris elektroforézis 40, 41 és így tovább.A legtöbb ilyen módszer azonban drága berendezéseket igényel, és továbbra is kihívást jelent a glükóz kimutatása több nanomoláris koncentrációnál (például fotometriás méréseknél21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 a legalacsonyabb glükózkoncentráció).a korlátozás csak 30 nM volt, amikor poroszkék nanorészecskéket használtak peroxidáz utánzóként).Nanomoláris glükózanalízisre gyakran szükség van molekuláris szintű sejtvizsgálatokhoz, például az emberi prosztatarák növekedésének gátlásához42 és a Prochlorococcus CO2-megkötő viselkedéséhez az óceánban.
Feladás időpontja: 2022.11.26