Stopová analýza kapalných vzorků má širokou škálu aplikací v biologických vědách a monitorování životního prostředí.V této práci jsme vyvinuli kompaktní a levný fotometr založený na kovových vlnovodných kapilárách (MCC) pro ultracitlivé stanovení absorpce.Optická dráha může být značně zvětšena a mnohem delší než fyzická délka MWC, protože světlo rozptýlené vlnitými hladkými kovovými bočními stěnami může být obsaženo v kapiláře bez ohledu na úhel dopadu.Díky nové nelineární optické amplifikaci a rychlému přepínání vzorků a detekci glukózy lze pomocí běžných chromogenních činidel dosáhnout koncentrací tak nízkých, jako je 5,12 nM.
Fotometrie je široce používána pro stopovou analýzu kapalných vzorků díky velkému množství dostupných chromogenních činidel a polovodičových optoelektronických zařízení1,2,3,4,5.V porovnání s tradičním stanovením absorbance na bázi kyvet, kapiláry kapalného vlnovodu (LWC) odrážejí (TIR) tím, že drží světlo sondy uvnitř kapiláry1,2,3,4,5.Bez dalšího vylepšení se však optická dráha pouze blíží fyzické délce LWC3,6 a zvětšení délky LWC nad 1,0 m bude trpět silným útlumem světla a vysokým rizikem bublin atd.3, 7. k navrhované multireflexní cele pro zlepšení optické dráhy je detekční limit vylepšen pouze o faktor 2,5-8,9.
V současnosti existují dva hlavní typy LWC, a to teflonové AF kapiláry (s indexem lomu pouze ~1,3, což je nižší než index lomu vody) a křemičité kapiláry potažené teflonem AF nebo kovovými fóliemi1,3,4.K dosažení TIR na rozhraní mezi dielektrickými materiály jsou zapotřebí materiály s nízkým indexem lomu a vysokými úhly dopadu světla3,6,10.S ohledem na kapiláry Teflon AF je Teflon AF prodyšný díky své porézní struktuře3,11 a může absorbovat malá množství látek ve vzorcích vody.U křemenných kapilár potažených na vnější straně teflonem AF nebo kovem je index lomu křemene (1,45) vyšší než u většiny kapalných vzorků (např. 1,33 pro vodu)3,6,12,13.U kapilár potažených kovovým filmem uvnitř byly studovány transportní vlastnosti14,15,16,17,18, ale proces potahování je komplikovaný, povrch kovového filmu má drsnou a porézní strukturu4,19.
Navíc komerční LWC (AF Teflon Coated Capillaries a AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) mají některé další nevýhody, jako například: pro poruchy..Velký mrtvý objem TIR3,10, (2) T-konektoru (pro připojení kapilár, vláken a vstupních/výstupních hadiček) může zachytit vzduchové bubliny10.
Stanovení hladiny glukózy má přitom velký význam pro diagnostiku diabetu, cirhózy jater a duševních chorob20.a mnoho detekčních metod, jako je fotometrie (včetně spektrofotometrie 21, 22, 23, 24, 25 a kolorimetrie na papíře 26, 27, 28), galvanometrie 29, 30, 31, fluorometrie 32, 33, 34, 35, optické polarimetrie 36, povrchová plazmonová rezonance.37, Fabry-Perotova dutina 38, elektrochemie 39 a kapilární elektroforéza 40,41 a tak dále.Většina těchto metod však vyžaduje drahé vybavení a detekce glukózy v několika nanomolárních koncentracích zůstává výzvou (například pro fotometrická měření21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, nejnižší koncentrace glukózy).omezení bylo pouze 30 nM, když byly jako napodobeniny peroxidázy použity nanočástice pruské modři).Nanomolární analýzy glukózy jsou často vyžadovány pro buněčné studie na molekulární úrovni, jako je inhibice růstu lidské rakoviny prostaty42 a chování Prochlorococcus při fixaci CO2 v oceánu.
Čas odeslání: 26. listopadu 2022