Η ανάλυση ιχνών υγρών δειγμάτων έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στις βιοεπιστήμες και στην περιβαλλοντική παρακολούθηση.Σε αυτή την εργασία, έχουμε αναπτύξει ένα συμπαγές και φθηνό φωτόμετρο βασισμένο σε μεταλλικά τριχοειδή κυματοδηγούς (MCCs) για υπερευαίσθητο προσδιορισμό της απορρόφησης.Η οπτική διαδρομή μπορεί να αυξηθεί πολύ, και πολύ μεγαλύτερη από το φυσικό μήκος του MWC, επειδή το φως που διαχέεται από τα κυματοειδώς λεία μεταλλικά πλευρικά τοιχώματα μπορεί να συγκρατηθεί εντός του τριχοειδούς ανεξάρτητα από τη γωνία πρόσπτωσης.Συγκεντρώσεις τόσο χαμηλές όσο 5,12 nM μπορούν να επιτευχθούν χρησιμοποιώντας κοινά χρωμογόνα αντιδραστήρια λόγω της νέας μη γραμμικής οπτικής ενίσχυσης και της γρήγορης εναλλαγής δειγμάτων και ανίχνευσης γλυκόζης.
Η φωτομετρία χρησιμοποιείται ευρέως για ανάλυση ιχνών υγρών δειγμάτων λόγω της αφθονίας των διαθέσιμων χρωμογόνων αντιδραστηρίων και των οπτοηλεκτρονικών συσκευών ημιαγωγών1,2,3,4,5.Σε σύγκριση με τον παραδοσιακό προσδιορισμό απορρόφησης που βασίζεται σε κυβέτα, τα τριχοειδή αγγεία υγρού κυματοδηγού (LWC) αντανακλούν (TIR) διατηρώντας το φως του καθετήρα μέσα στο τριχοειδές1,2,3,4,5.Ωστόσο, χωρίς περαιτέρω βελτίωση, η οπτική διαδρομή είναι μόνο κοντά στο φυσικό μήκος του LWC3.6 και η αύξηση του μήκους του LWC πέραν του 1.0 m θα υποφέρει από ισχυρή εξασθένηση του φωτός και υψηλό κίνδυνο φυσαλίδων κ.λπ.3, 7. στο προτεινόμενο κελί πολλαπλών ανακλάσεων για βελτιώσεις οπτικής διαδρομής, το όριο ανίχνευσης βελτιώνεται μόνο κατά 2,5-8,9.
Υπάρχουν επί του παρόντος δύο κύριοι τύποι LWC, συγκεκριμένα τριχοειδή τεφλόν AF (με δείκτη διάθλασης μόνο ~1,3, που είναι χαμηλότερο από αυτόν του νερού) και τριχοειδή πυριτία επικαλυμμένα με τεφλόν AF ή μεταλλικές μεμβράνες1,3,4.Για να επιτευχθεί TIR στη διεπιφάνεια μεταξύ διηλεκτρικών υλικών, απαιτούνται υλικά με χαμηλό δείκτη διάθλασης και υψηλές γωνίες πρόσπτωσης φωτός3,6,10.Όσον αφορά τα τριχοειδή αγγεία Teflon AF, το Teflon AF αναπνέει λόγω της πορώδους δομής του3,11 και μπορεί να απορροφήσει μικρές ποσότητες ουσιών στα δείγματα νερού.Για τριχοειδή χαλαζία επικαλυμμένα εξωτερικά με Teflon AF ή μέταλλο, ο δείκτης διάθλασης του χαλαζία (1,45) είναι υψηλότερος από τα περισσότερα υγρά δείγματα (π.χ. 1,33 για το νερό) 3,6,12,13.Για τριχοειδή αγγεία επικαλυμμένα με μεταλλική μεμβράνη στο εσωτερικό, οι ιδιότητες μεταφοράς έχουν μελετηθεί14,15,16,17,18, αλλά η διαδικασία επικάλυψης είναι περίπλοκη, η επιφάνεια της μεταλλικής μεμβράνης έχει μια τραχιά και πορώδη δομή4,19.
Επιπλέον, τα εμπορικά LWC (AF Teflon Coated Capillaries και AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) έχουν κάποια άλλα μειονεκτήματα, όπως: για σφάλματα..Ο μεγάλος νεκρός όγκος του συνδετήρα TIR3,10, (2) (για τη σύνδεση τριχοειδών αγγείων, ινών και σωλήνων εισόδου/εξόδου) μπορεί να παγιδεύσει φυσαλίδες αέρα10.
Ταυτόχρονα, ο προσδιορισμός των επιπέδων γλυκόζης έχει μεγάλη σημασία για τη διάγνωση του διαβήτη, της κίρρωσης του ήπατος και των ψυχικών παθήσεων20.και πολλές μεθόδους ανίχνευσης όπως η φωτομετρία (συμπεριλαμβανομένης της φασματοφωτομετρίας 21, 22, 23, 24, 25 και χρωματομετρίας σε χαρτί 26, 27, 28), γαλβανομετρία 29, 30, 31, φθοριομετρία 32, 33, 35, 34, 34, 34, 34 επιφανειακός συντονισμός πλασμονίου.37, κοιλότητα Fabry-Perot 38, ηλεκτροχημεία 39 και τριχοειδής ηλεκτροφόρηση 40,41 κ.ο.κ.Ωστόσο, οι περισσότερες από αυτές τις μεθόδους απαιτούν ακριβό εξοπλισμό και η ανίχνευση γλυκόζης σε πολλές νανομοριακές συγκεντρώσεις παραμένει πρόκληση (για παράδειγμα, για φωτομετρικές μετρήσεις21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, η χαμηλότερη συγκέντρωση γλυκόζης).ο περιορισμός ήταν μόνο 30 nM όταν χρησιμοποιήθηκαν νανοσωματίδια μπλε της Πρωσίας ως μιμητικά υπεροξειδάσης).Συχνά απαιτούνται αναλύσεις νανομοριακής γλυκόζης για κυτταρικές μελέτες μοριακού επιπέδου, όπως η αναστολή της ανάπτυξης του ανθρώπινου καρκίνου του προστάτη42 και η συμπεριφορά δέσμευσης CO2 του Prochlorococcus στον ωκεανό.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-26-2022