Nestenäytteiden jälkianalyysillä on laaja valikoima sovelluksia biotieteissä ja ympäristön seurannassa

Nestenäytteiden jälkianalyysillä on laaja valikoima sovelluksia biotieteissä ja ympäristön seurannassa.Tässä työssä olemme kehittäneet kompaktin ja edullisen fotometrin, joka perustuu metalliaaltoputkikapillaareihin (MCC) ultraherkkään absorption määritykseen.Optista polkua voidaan suurentaa suuresti ja paljon pidempään kuin MWC:n fyysinen pituus, koska aallotetun sileän metallisivuseinän siroama valo voidaan pitää kapillaarin sisällä tulokulmasta riippumatta.Jo 5,12 nM:n pitoisuudet voidaan saavuttaa käyttämällä yleisiä kromogeenisiä reagensseja uuden epälineaarisen optisen vahvistuksen sekä nopean näytteenvaihdon ja glukoosin havaitsemisen ansiosta.

Fotometriaa käytetään laajalti nestenäytteiden jälkianalyysiin, koska käytettävissä on runsaasti kromogeenisiä reagensseja ja puolijohdeoptoelektronisia laitteita1,2,3,4,5.Verrattuna perinteiseen kyvettipohjaiseen absorbanssin määritykseen, nestemäiset aaltoputket (LWC) heijastavat (TIR) ​​pitämällä anturin valon kapillaarin sisällä1,2,3,4,5.Ilman lisäparannuksia optinen polku on kuitenkin vain lähellä LWC3.6:n fyysistä pituutta, ja LWC:n pituuden lisääminen yli 1,0 m kärsii voimakkaasta valon vaimenemisesta ja suuresta kuplien riskistä jne.3, 7. ehdotettuun moniheijastuskennoon optisen polun parannuksia varten ilmaisuraja on vain parantunut kertoimella 2,5-8,9.

Tällä hetkellä LWC:itä on kahta päätyyppiä, nimittäin Teflon AF -kapillaarit (joiden taitekerroin on vain ~1,3, mikä on pienempi kuin veden) ja piidioksidikapillaarit, jotka on päällystetty teflon AF:llä tai metallikalvoilla1,3,4.TIR:n saavuttamiseksi dielektristen materiaalien rajapinnassa tarvitaan materiaaleja, joilla on alhainen taitekerroin ja korkea valon tulokulma3,6,10.Teflon AF -kapillaareihin nähden Teflon AF on hengittävä huokoisen rakenteensa ansiosta3,11 ja voi imeä pieniä määriä aineita vesinäytteistä.Ulkopuolelta Teflon AF:llä tai metallilla päällystettyjen kvartsikapillaarien kvartsin taitekerroin (1,45) on suurempi kuin useimpien nestemäisten näytteiden (esim. 1,33 vedellä)3,6,12,13.Sisällä metallikalvolla päällystetyille kapillaareille on tutkittu kuljetusominaisuuksia14,15,16,17,18, mutta pinnoitusprosessi on monimutkainen, metallikalvon pinta on karkea ja huokoinen4,19.

Lisäksi kaupallisilla LWC:illä (AF Teflon Coated Capillaries ja AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) on joitain muita haittoja, kuten: viat..TIR3,10, (2) T-liittimen (kapillaarien, kuitujen ja tulo-/poistoputkien yhdistämiseen) suuri kuollut tilavuus voi vangita ilmakuplia10.

Samaan aikaan glukoosipitoisuuksien määrittäminen on erittäin tärkeää diabeteksen, maksakirroosin ja mielisairauden diagnosoinnissa20.ja monet tunnistusmenetelmät, kuten fotometria (mukaan lukien spektrofotometria 21, 22, 23, 24, 25 ja kolorimetria paperilla 26, 27, 28), galvanometria 29, 30, 31, fluorometria 32, 33, 34, 35, optinen 3-polarimetria, pintaplasmoniresonanssi.37, Fabry-Perot-ontelo 38, sähkökemia 39 ja kapillaarielektroforeesi 40,41 ja niin edelleen.Useimmat näistä menetelmistä vaativat kuitenkin kalliita laitteita, ja glukoosin havaitseminen useilla nanomolaarisilla pitoisuuksilla on edelleen haaste (esimerkiksi fotometrisissä mittauksissa21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, pienin glukoosipitoisuus).rajoitus oli vain 30 nM, kun Preussin sinisiä nanopartikkeleita käytettiin peroksidaasimimelikoina).Nanomolaarisia glukoosianalyysejä tarvitaan usein molekyylitason solututkimuksiin, kuten ihmisen eturauhassyövän kasvun estämiseen42 ja Prochlorococcusin hiilidioksidin sitoutumiskäyttäytymiseen meressä.