Аналіз слідів рідких зразків має широкий спектр застосувань у науках про життя та моніторингу навколишнього середовища.У цій роботі ми розробили компактний і недорогий фотометр на основі металевих хвилеводних капілярів (МКК) для надчутливого визначення поглинання.Оптичний шлях може бути значно збільшений і набагато довший за фізичну довжину MWC, оскільки світло, розсіяне гофрованими гладкими металевими бічними стінками, може міститися в капілярі незалежно від кута падіння.Низькі концентрації до 5,12 нМ можна досягти за допомогою звичайних хромогенних реагентів завдяки новій нелінійній оптичній ампліфікації та швидкому перемиканню зразків і виявленню глюкози.
Фотометрія широко використовується для аналізу слідів рідких проб завдяки великій кількості доступних хромогенних реагентів і напівпровідникових оптоелектронних пристроїв1,2,3,4,5.Порівняно з традиційним кюветним визначенням поглинання, капіляри рідкого хвилеводу (LWC) відбивають (TIR), утримуючи світло зонда всередині капіляра1,2,3,4,5.Однак без подальшого вдосконалення оптичний шлях лише близький до фізичної довжини LWC3.6, а збільшення довжини LWC понад 1,0 м буде страждати від сильного ослаблення світла та високого ризику бульбашок тощо.3, 7. Що стосується до запропонованої багатовідбивної комірки для покращення оптичного шляху, межа виявлення покращується лише на коефіцієнт 2,5-8,9.
В даний час існує два основних типи LWC, а саме тефлонові AF капіляри (з показником заломлення лише ~1,3, що нижче, ніж у води) і кремнеземні капіляри, покриті тефлоновою AF або металевою плівкою1,3,4.Для досягнення TIR на межі розділу між діелектричними матеріалами потрібні матеріали з низьким показником заломлення та великими кутами падіння світла3,6,10.Що стосується капілярів Teflon AF, тефлон AF пропускає повітря завдяки своїй пористій структурі3,11 і може поглинати невелику кількість речовин у зразках води.Для кварцових капілярів, покритих із зовнішнього боку тефлоном AF або металом, показник заломлення кварцу (1,45) вищий, ніж у більшості рідких зразків (наприклад, 1,33 для води)3,6,12,13.Для капілярів, покритих металевою плівкою всередині, транспортні властивості були вивчені14,15,16,17,18, але процес покриття складний, поверхня металевої плівки має шорстку та пористу структуру4,19.
Крім того, комерційні LWC (капіляри з тефлоновим покриттям AF і кремнеземні капіляри з тефлоновим покриттям AF, World Precision Instruments, Inc.) мають деякі інші недоліки, наприклад: для несправностей..Великий мертвий об’єм Т-подібного з’єднувача TIR3,10, (2) (для з’єднання капілярів, волокон і вхідних/вихідних трубок) може затримувати бульбашки повітря10.
Водночас визначення рівня глюкози має велике значення для діагностики цукрового діабету, цирозу печінки та психічних захворювань20.і багато методів виявлення, таких як фотометрія (включаючи спектрофотометрію 21, 22, 23, 24, 25 і колориметрію на папері 26, 27, 28), гальванометрію 29, 30, 31, флуорометрію 32, 33, 34, 35, оптичну поляриметрію 36, поверхневий плазмонний резонанс.37, порожнина Фабрі-Перо 38, електрохімія 39 і капілярний електрофорез 40,41 і так далі.Однак більшість цих методів вимагає дорогого обладнання, і виявлення глюкози в декількох наномолярних концентраціях залишається проблемою (наприклад, для фотометричних вимірювань 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, найнижча концентрація глюкози).обмеження становило лише 30 нМ, коли наночастинки Берлінської блакиті використовувалися як імітатори пероксидази).Наномолярні аналізи глюкози часто потрібні для клітинних досліджень на молекулярному рівні, таких як інгібування росту раку передміхурової залози людини42 та поведінка фіксації CO2 Prochlorococcus в океані.
Час публікації: 26 листопада 2022 р