Spåranalys av vätskeprover har ett brett spektrum av tillämpningar inom biovetenskap och miljöövervakning.I detta arbete har vi utvecklat en kompakt och billig fotometer baserad på metallvågledarkapillärer (MCC) för ultrakänslig bestämning av absorption.Den optiska vägen kan ökas avsevärt och mycket längre än den fysiska längden av MWC, eftersom ljus som sprids av de korrugerade släta metallsidoväggarna kan hållas inne i kapillären oavsett infallsvinkeln.Koncentrationer så låga som 5,12 nM kan uppnås med vanliga kromogena reagens på grund av ny icke-linjär optisk amplifiering och snabb provbyte och glukosdetektion.
Fotometri används ofta för spåranalys av vätskeprover på grund av överflöd av tillgängliga kromogena reagenser och optoelektroniska halvledarenheter1,2,3,4,5.Jämfört med traditionell kyvettbaserad absorbansbestämning reflekterar vätskevågledare (LWC) kapillärer (TIR) genom att hålla sondens ljus inuti kapillären1,2,3,4,5.Men utan ytterligare förbättringar är den optiska vägen bara nära den fysiska längden av LWC3.6, och att öka LWC-längden över 1,0 m kommer att drabbas av kraftig ljusdämpning och hög risk för bubblor etc.3, 7. Med hänsyn till till den föreslagna multireflektionscellen för förbättringar av optiska vägar förbättras detektionsgränsen endast med en faktor 2,5-8,9.
Det finns för närvarande två huvudtyper av LWC, nämligen Teflon AF-kapillärer (med ett brytningsindex på endast ~1,3, vilket är lägre än vatten) och kiselkapillärer belagda med Teflon AF eller metallfilmer1,3,4.För att uppnå TIR vid gränssnittet mellan dielektriska material krävs material med lågt brytningsindex och höga ljusinfallsvinklar3,6,10.När det gäller Teflon AF-kapillärer är Teflon AF andningsbart på grund av sin porösa struktur3,11 och kan absorbera små mängder ämnen i vattenprover.För kvartskapillärer belagda på utsidan med Teflon AF eller metall, är brytningsindex för kvarts (1,45) högre än de flesta vätskeprover (t.ex. 1,33 för vatten)3,6,12,13.För kapillärer belagda med en metallfilm inuti har transportegenskaper studerats14,15,16,17,18, men beläggningsprocessen är komplicerad, ytan på metallfilmen har en grov och porös struktur4,19.
Dessutom har kommersiella LWC (AF Teflon Coated Capillaries och AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) några andra nackdelar, såsom: för fel..Den stora dödvolymen hos TIR3,10, (2) T-anslutningen (för att ansluta kapillärer, fibrer och inlopps-/utloppsrör) kan fånga in luftbubblor10.
Samtidigt är bestämning av glukosnivåer av stor betydelse för diagnosen diabetes, levercirros och psykisk ohälsa20.och många detektionsmetoder såsom fotometri (inklusive spektrofotometri 21, 22, 23, 24, 25 och kolorimetri på papper 26, 27, 28), galvanometri 29, 30, 31, fluorometri 32, 33, 34, 36 polari, 35, ytplasmonresonans.37, Fabry-Perot hålighet 38, elektrokemi 39 och kapillärelektrofores 40,41 och så vidare.De flesta av dessa metoder kräver dock dyr utrustning, och detektion av glukos vid flera nanomolära koncentrationer är fortfarande en utmaning (till exempel för fotometriska mätningar21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, den lägsta koncentrationen av glukos).begränsningen var endast 30 nM när preussiska blå nanopartiklar användes som peroxidashärmare).Nanomolära glukosanalyser krävs ofta för cellulära studier på molekylär nivå, såsom hämning av mänsklig prostatacancertillväxt42 och CO2-fixeringsbeteendet hos Prochlorococcus i havet.
Posttid: 2022-nov-26