Analiza śladowa próbek cieczy ma szerokie zastosowanie w naukach przyrodniczych i monitorowaniu środowiska.W ramach tej pracy opracowaliśmy kompaktowy i niedrogi fotometr oparty na metalowych kapilarach falowodowych (MCC) do ultraczułego oznaczania absorpcji.Ścieżkę optyczną można znacznie wydłużyć i znacznie wydłużyć niż fizyczna długość MWC, ponieważ światło rozproszone przez pofałdowane gładkie metalowe ścianki boczne może być zawarte w kapilarze niezależnie od kąta padania.Stężenia tak niskie, jak 5,12 nM można osiągnąć przy użyciu powszechnych odczynników chromogennych dzięki nowemu nieliniowemu wzmocnieniu optycznemu oraz szybkiemu przełączaniu próbek i wykrywaniu glukozy.
Fotometria jest szeroko stosowana do analizy śladowej próbek cieczy ze względu na obfitość dostępnych odczynników chromogennych i półprzewodnikowych urządzeń optoelektronicznych1,2,3,4,5.W porównaniu do tradycyjnego oznaczania absorbancji metodą kuwetową, kapilary z falowodem cieczowym (LWC) odbijają światło (TIR), utrzymując światło sondy wewnątrz kapilary1,2,3,4,5.Jednakże bez dalszych ulepszeń ścieżka optyczna jest jedynie bliska fizycznej długości LWC3.6, a zwiększenie długości LWC powyżej 1,0 m będzie wiązać się z silnym tłumieniem światła i wysokim ryzykiem powstawania pęcherzyków itp.3, 7. W odniesieniu do w porównaniu do proponowanej celi wieloodbiciowej w celu ulepszenia ścieżki optycznej, granica wykrywalności poprawia się jedynie o współczynnik 2,5–8,9.
Obecnie istnieją dwa główne typy LWC, mianowicie kapilary teflonowe AF (o współczynniku załamania światła wynoszącym zaledwie ~1,3, czyli mniej niż w przypadku wody) oraz kapilary krzemionkowe pokryte teflonem AF lub foliami metalowymi1,3,4.Aby osiągnąć TIR na styku materiałów dielektrycznych, wymagane są materiały o niskim współczynniku załamania światła i dużych kątach padania światła3,6,10.Jeśli chodzi o kapilary Teflon AF, Teflon AF jest oddychający ze względu na swoją porowatą strukturę3,11 i może absorbować niewielkie ilości substancji w próbkach wody.W przypadku kapilar kwarcowych pokrytych na zewnątrz teflonem AF lub metalem współczynnik załamania światła kwarcu (1,45) jest wyższy niż w przypadku większości próbek cieczy (np. 1,33 dla wody)3,6,12,13.Dla kapilar pokrytych wewnątrz metalową folią badano właściwości transportowe14,15,16,17,18, jednak proces powlekania jest skomplikowany, powierzchnia metalowej folii ma szorstką i porowatą strukturę4,19.
Ponadto komercyjne LWC (kapilary powlekane teflonem AF i kapilary krzemionkowe powlekane teflonem AF, World Precision Instruments, Inc.) mają pewne inne wady, takie jak: braki..Duża objętość martwa trójnika TIR3,10, (2) (do łączenia kapilar, włókien i rurek wlotowych/wylotowych) może uwięzić pęcherzyki powietrza10.
Jednocześnie oznaczanie poziomu glukozy ma ogromne znaczenie w diagnostyce cukrzycy, marskości wątroby i chorób psychicznych20.oraz wiele metod wykrywania, takich jak fotometria (w tym spektrofotometria 21, 22, 23, 24, 25 i kolorymetria na papierze 26, 27, 28), galwanometria 29, 30, 31, fluorometria 32, 33, 34, 35, polarymetria optyczna 36, powierzchniowy rezonans plazmonowy.37, wnęka Fabry'ego-Perota 38, elektrochemia 39 i elektroforeza kapilarna 40,41 i tak dalej.Jednak większość tych metod wymaga drogiego sprzętu, a wykrycie glukozy w kilku nanomolowych stężeniach pozostaje wyzwaniem (na przykład w przypadku pomiarów fotometrycznych21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 jest to najniższe stężenie glukozy).ograniczenie wynosiło tylko 30 nM, gdy jako środki naśladujące peroksydazę stosowano nanocząstki błękitu pruskiego).Analizy nanomolowej glukozy są często wymagane w badaniach komórkowych na poziomie molekularnym, takich jak hamowanie wzrostu ludzkiego raka prostaty42 i zachowanie Prochlorococcus związane z wiązaniem CO2 w oceanie.
Czas publikacji: 26 listopada 2022 r