Analiza urmelor de probe lichide are o gamă largă de aplicații în științele vieții și monitorizarea mediului.În această lucrare, am dezvoltat un fotometru compact și ieftin bazat pe capilare metalice cu ghid de undă (MCC) pentru determinarea ultrasensibilă a absorbției.Calea optică poate fi mult mărită și mult mai lungă decât lungimea fizică a MWC, deoarece lumina împrăștiată de pereții laterali ondulați de metal neted poate fi conținută în capilar, indiferent de unghiul de incidență.Concentrații de până la 5,12 nM pot fi atinse utilizând reactivi cromogeni obișnuiți datorită noii amplificări optice neliniare și a comutării rapide a probei și a detectării glucozei.
Fotometria este utilizată pe scară largă pentru analiza urmelor de probe lichide datorită abundenței de reactivi cromogeni disponibili și dispozitive optoelectronice semiconductoare1,2,3,4,5.În comparație cu determinarea tradițională a absorbției pe bază de cuve, capilarele ghidului de undă lichid (LWC) reflectă (TIR) prin menținerea luminii sondei în interiorul capilarului1,2,3,4,5.Cu toate acestea, fără îmbunătățiri suplimentare, calea optică este doar aproape de lungimea fizică a LWC3.6, iar creșterea lungimii LWC peste 1,0 m va suferi de o atenuare puternică a luminii și un risc ridicat de bule etc.3, 7. În ceea ce privește la celula de reflexie multiplă propusă pentru îmbunătățirea căii optice, limita de detecție este îmbunătățită doar cu un factor de 2,5-8,9.
În prezent, există două tipuri principale de LWC, și anume capilare Teflon AF (având un indice de refracție de numai ~1,3, care este mai mic decât cel al apei) și capilare de silice acoperite cu Teflon AF sau filme metalice1,3,4.Pentru a realiza TIR la interfața dintre materialele dielectrice, sunt necesare materiale cu un indice de refracție scăzut și unghiuri mari de incidență a luminii3,6,10.În ceea ce privește capilarele Teflon AF, Teflon AF este respirabil datorită structurii sale poroase3,11 și poate absorbi cantități mici de substanțe din probele de apă.Pentru capilarele de cuarț acoperite la exterior cu Teflon AF sau metal, indicele de refracție al cuarțului (1,45) este mai mare decât majoritatea probelor lichide (de ex. 1,33 pentru apă)3,6,12,13.Pentru capilarele acoperite cu o peliculă metalică în interior au fost studiate proprietățile de transport14,15,16,17,18, dar procesul de acoperire este complicat, suprafața peliculei metalice are o structură aspră și poroasă4,19.
În plus, LWC-urile comerciale (AF Teflon Coated Capillaries și AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) au câteva alte dezavantaje, cum ar fi: pentru defecte..Volumul mare mort al conectorului TIR3,10, (2) (pentru a conecta capilarele, fibrele și tuburile de intrare/ieșire) poate prinde bule de aer10.
Totodată, determinarea nivelului de glucoză este de mare importanță pentru diagnosticul diabetului zaharat, cirozei hepatice și bolilor psihice20.și multe metode de detectare, cum ar fi fotometria (inclusiv spectrofotometria 21, 22, 23, 24, 25 și colorimetria pe hârtie 26, 27, 28), galvanometria 29, 30, 31, fluorometria 32, 33, 34, 35, polarimetria optică 36, Rezonanța plasmonului de suprafață.37, cavitatea Fabry-Perot 38, electrochimie 39 și electroforeză capilară 40,41 și așa mai departe.Cu toate acestea, majoritatea acestor metode necesită echipamente scumpe, iar detectarea glucozei la mai multe concentrații nanomolare rămâne o provocare (de exemplu, pentru măsurători fotometrice21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, cea mai mică concentrație de glucoză).limitarea a fost de numai 30 nM atunci când nanoparticulele de albastru prusac au fost folosite ca imitatori de peroxidază).Analizele de glucoză nanomolară sunt adesea necesare pentru studiile celulare la nivel molecular, cum ar fi inhibarea creșterii cancerului de prostată uman42 și comportamentul de fixare a CO2 al Prochlorococcus în ocean.
Ora postării: 26-nov-2022