Аналіз слядоў вадкіх узораў мае шырокі спектр прымянення ў біялагічных навуках і маніторынгу навакольнага асяроддзя.У гэтай працы мы распрацавалі кампактны і недарагі фатометр на аснове металічных хваляводных капіляраў (МКК) для звышадчувальнага вызначэння паглынання.Аптычны шлях можа быць значна павялічаны і значна большы, чым фізічная даўжыня MWC, таму што святло, рассеянае гафрыраванымі гладкімі металічнымі бакавымі сценкамі, можа ўтрымлівацца ў капіляры незалежна ад вугла падзення.Дзякуючы новаму нелінейнаму аптычнаму ўзмацненню і хуткаму пераключэнню ўзораў і выяўленню глюкозы можна дасягнуць нізкіх канцэнтрацый да 5,12 нМ, выкарыстоўваючы звычайныя храмагенныя рэагенты.
Фотаметрыя шырока выкарыстоўваецца для аналізу слядоў вадкіх узораў з-за вялікай колькасці даступных храмагенных рэагентаў і паўправадніковых оптаэлектронных прылад1,2,3,4,5.У параўнанні з традыцыйным кюветным вызначэннем паглынання, капіляры вадкага хвалявода (LWC) адлюстроўваюць (TIR), утрымліваючы святло зонда ўнутры капіляра 1,2,3,4,5.Аднак без далейшага ўдасканалення аптычны шлях будзе блізкі да фізічнай даўжыні LWC3.6, а павелічэнне даўжыні LWC больш за 1,0 м будзе пакутаваць ад моцнага аслаблення святла і высокай рызыкі з'яўлення бурбалак і г.д.3, 7. Што тычыцца да прапанаванай шматадбівальнай ячэйкі для паляпшэння аптычнага шляху мяжа выяўлення павышаецца толькі ў 2,5-8,9 раза.
У цяперашні час існуе два асноўных тыпу LWC, а менавіта тэфлонавыя капіляры AF (якія маюць паказчык праламлення ўсяго ~1,3, што ніжэй, чым у вады) і капіляры з дыяксіду крэмнія, пакрытыя тэфлонавым AF або металічнымі плёнкамі1,3,4.Для дасягнення TIR на мяжы паміж дыэлектрычнымі матэрыяламі патрабуюцца матэрыялы з нізкім паказчыкам праламлення і вялікімі вугламі падзення святла3,6,10.Што тычыцца тэфлонавых капіляраў AF, тефлон AF прапускае паветра дзякуючы сваёй кіпрай структуры3,11 і можа паглынаць невялікія колькасці рэчываў у пробах вады.Для кварцавых капіляраў, пакрытых звонку тэфлонам AF або металам, каэфіцыент праламлення кварца (1,45) вышэй, чым у большасці вадкіх узораў (напрыклад, 1,33 для вады)3,6,12,13.Для капіляраў, пакрытых ўнутры металічнай плёнкай, былі вывучаны транспартныя ўласцівасці14,15,16,17,18, але працэс нанясення пакрыцця складаны, паверхня металічнай плёнкі мае шурпатую і кіпрую структуру4,19.
Акрамя таго, камерцыйныя LWC (капіляры з тэфлонавым пакрыццём AF і капіляры з дыяксіду крэмнія з тэфлонавым пакрыццём AF, World Precision Instruments, Inc.) маюць некаторыя іншыя недахопы, напрыклад: няспраўнасці..Вялікі мёртвы аб'ём TIR3,10, (2) Т-злучальніка (для злучэння капіляраў, валокнаў і ўваходных/выхадных трубак) можа затрымліваць бурбалкі паветра10.
У той жа час вызначэнне ўзроўню глюкозы мае вялікае значэнне для дыягностыкі цукровага дыябету, цырозу печані і псіхічных заболеваний20.і многія метады выяўлення, такія як фотаметрыя (у тым ліку спектрафатаметрыя 21, 22, 23, 24, 25 і каларыметрыя на паперы 26, 27, 28), гальванаметрыя 29, 30, 31, флюарыметрыя 32, 33, 34, 35, аптычная палярыметрыя 36, павярхоўны плазмонны рэзананс.37, паражніну Фабры-Перо 38, электрахімія 39 і капілярны электрафарэз 40,41 і гэтак далей.Аднак большасць з гэтых метадаў патрабуе дарагога абсталявання, і выяўленне глюкозы ў некалькіх наномолярных канцэнтрацыях застаецца праблемай (напрыклад, для фотаметрычных вымярэнняў21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, самая нізкая канцэнтрацыя глюкозы).абмежаванне складала толькі 30 нМ, калі наначасціцы прускага сіняга выкарыстоўваліся ў якасці імітатараў пероксидазы).Нанамалярны аналіз глюкозы часта патрабуецца для клетачных даследаванняў на малекулярным узроўні, такіх як інгібіраванне росту рака прадсталёвай залозы чалавека42 і паводзіны Prochlorococcus у акіяне пры фіксацыі CO2.
Час публікацыі: 26 лістапада 2022 г