Analiza sledi tekočih vzorcev ima široko paleto aplikacij v znanostih o življenju in spremljanju okolja

Analiza sledi tekočih vzorcev ima široko paleto aplikacij v znanostih o življenju in spremljanju okolja.V tem delu smo razvili kompakten in poceni fotometer, ki temelji na kovinskih valovodnih kapilarah (MCC) za ultra občutljivo določanje absorpcije.Optična pot se lahko močno poveča in je veliko daljša od fizične dolžine MWC, ker se lahko svetloba, razpršena na valovitih gladkih kovinskih stranskih stenah, zadrži v kapilari ne glede na vpadni kot.Zaradi novega nelinearnega optičnega ojačanja in hitrega preklapljanja vzorcev ter zaznavanja glukoze je mogoče doseči koncentracije tako nizke kot 5,12 nM z uporabo običajnih kromogenih reagentov.

Fotometrija se pogosto uporablja za analizo sledi tekočih vzorcev zaradi obilice razpoložljivih kromogenih reagentov in polprevodniških optoelektronskih naprav 1,2,3,4,5.V primerjavi s tradicionalnim določanjem absorbance na podlagi kivet se kapilare tekočega valovoda (LWC) odbijajo (TIR), tako da svetlobo sonde zadržijo v kapilari 1,2,3,4,5.Vendar pa je brez nadaljnjih izboljšav optična pot le blizu fizične dolžine LWC3.6, povečanje dolžine LWC nad 1,0 m pa bo trpelo zaradi močnega slabljenja svetlobe in velikega tveganja mehurčkov itd.3, 7. Glede predlagani večodbojni celici za izboljšave optične poti se meja zaznavanja izboljša le za faktor 2,5–8,9.

Trenutno obstajata dve glavni vrsti LWC, in sicer teflonske AF kapilare (z lomnim količnikom le ~1,3, kar je nižje kot pri vodi) in silicijeve kapilare, prevlečene s teflonskim AF ali kovinskimi filmi 1,3,4.Da bi dosegli TIR na vmesniku med dielektričnimi materiali, so potrebni materiali z nizkim lomnim količnikom in velikimi vpadnimi koti svetlobe3,6,10.Kar zadeva kapilare Teflon AF, je Teflon AF zračen zaradi svoje porozne strukture3,11 in lahko absorbira majhne količine snovi v vzorcih vode.Pri kremenčevih kapilarah, ki so zunaj prevlečene s teflonom AF ali kovino, je lomni količnik kremena (1,45) višji od večine tekočih vzorcev (npr. 1,33 za vodo)3,6,12,13.Za kapilare, prevlečene s kovinskim filmom v notranjosti, so preučevali transportne lastnosti 14, 15, 16, 17, 18, vendar je postopek prevleke zapleten, površina kovinskega filma ima grobo in porozno strukturo 4, 19.

Poleg tega imajo komercialne LWC (AF Teflon Coated Capillaries in AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) nekatere druge slabosti, kot so: za napake..Velika mrtva prostornina TIR3,10, (2) T-priključka (za povezavo kapilar, vlaken in dovodnih/izhodnih cevi) lahko ujame zračne mehurčke10.

Hkrati je določanje ravni glukoze velikega pomena za diagnozo sladkorne bolezni, ciroze jeter in duševnih bolezni20.in številne detekcijske metode, kot je fotometrija (vključno s spektrofotometrijo 21, 22, 23, 24, 25 in kolorimetrijo na papirju 26, 27, 28), galvanometrija 29, 30, 31, fluorometrija 32, 33, 34, 35, optična polarimetrija 36, površinska plazmonska resonanca.37, Fabry-Perotova votlina 38, elektrokemija 39 in kapilarna elektroforeza 40,41 itd.Vendar pa večina teh metod zahteva drago opremo in odkrivanje glukoze pri več nanomolarnih koncentracijah ostaja izziv (na primer za fotometrične meritve21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 najnižja koncentracija glukoze).omejitev je bila samo 30 nM, ko so bili nanodelci prusko modre barve uporabljeni kot posnemalci peroksidaze).Nanomolarne analize glukoze so pogosto potrebne za celične študije na molekularni ravni, kot je zaviranje rasti raka prostate pri človeku42 in obnašanje Prochlorococcus pri fiksaciji CO2 v oceanu.