Sporanalyse af væskeprøver har en bred vifte af anvendelser inden for biovidenskab og miljøovervågning.I dette arbejde har vi udviklet et kompakt og billigt fotometer baseret på metal waveguide capillaries (MCC'er) til ultrafølsom bestemmelse af absorption.Den optiske vej kan øges betydeligt og meget længere end den fysiske længde af MWC, fordi lys spredt af de bølgede glatte metalsidevægge kan være indeholdt i kapillæren uanset indfaldsvinklen.Koncentrationer så lave som 5,12 nM kan opnås ved brug af almindelige kromogene reagenser på grund af ny ikke-lineær optisk amplifikation og hurtig prøveskift og glukosedetektering.
Fotometri er meget brugt til sporanalyse af væskeprøver på grund af overfloden af tilgængelige kromogene reagenser og optoelektroniske halvlederenheder1,2,3,4,5.Sammenlignet med traditionel kuvettebaseret absorbansbestemmelse reflekterer væskebølgeleder (LWC) kapillærer (TIR) ved at holde sondelyset inde i kapillæren1,2,3,4,5.Uden yderligere forbedring er den optiske vej dog kun tæt på den fysiske længde af LWC3.6, og forøgelse af LWC-længden ud over 1,0 m vil lide under kraftig lysdæmpning og stor risiko for bobler osv.3, 7. Mht. til den foreslåede multireflektionscelle til forbedringer af optisk vej, er detektionsgrænsen kun forbedret med en faktor på 2,5-8,9.
Der er i øjeblikket to hovedtyper af LWC, nemlig Teflon AF-kapillærer (med et brydningsindeks på kun ~1,3, hvilket er lavere end for vand) og silicakapillærer belagt med Teflon AF eller metalfilm1,3,4.For at opnå TIR ved grænsefladen mellem dielektriske materialer kræves materialer med et lavt brydningsindeks og høje lysindfaldsvinkler3,6,10.Med hensyn til Teflon AF kapillærer er Teflon AF åndbar på grund af sin porøse struktur3,11 og kan absorbere små mængder stoffer i vandprøver.For kvartskapillærer belagt på ydersiden med Teflon AF eller metal er brydningsindekset for kvarts (1,45) højere end de fleste væskeprøver (f.eks. 1,33 for vand)3,6,12,13.For kapillærer belagt med en metalfilm indeni er transportegenskaber blevet undersøgt14,15,16,17,18, men belægningsprocessen er kompliceret, overfladen af metalfilmen har en ru og porøs struktur4,19.
Derudover har kommercielle LWC'er (AF Teflon Coated Capillaries og AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) nogle andre ulemper, såsom: for fejl..Det store dødvolumen af TIR3,10, (2) T-forbindelsen (til at forbinde kapillærer, fibre og indløbs-/udløbsrør) kan fange luftbobler10.
Samtidig har bestemmelsen af glukoseniveauer stor betydning for diagnosticering af diabetes, skrumpelever og psykisk sygdom20.og mange detektionsmetoder, såsom fotometri (herunder spektrofotometri 21, 22, 23, 24, 25 og kolorimetri på papir 26, 27, 28), galvanometri 29, 30, 31, fluorometri 32, 33, 34, 3, optisk polari, 3, 5, overflade plasmon resonans.37, Fabry-Perot hulrum 38, elektrokemi 39 og kapillær elektroforese 40,41 og så videre.De fleste af disse metoder kræver dog dyrt udstyr, og påvisning af glukose ved flere nanomolære koncentrationer er fortsat en udfordring (for eksempel til fotometriske målinger21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, den laveste koncentration af glukose).begrænsningen var kun 30 nM, når preussiske blå nanopartikler blev brugt som peroxidase-efterligninger).Nanomolære glukoseanalyser er ofte nødvendige for cellulære undersøgelser på molekylært niveau, såsom hæmning af human prostatacancervækst42 og CO2-fikseringsadfærden hos Prochlorococcus i havet.
Indlægstid: 26. november 2022