Phân tích dấu vết của mẫu chất lỏng có nhiều ứng dụng trong khoa học đời sống và giám sát môi trường.Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển một máy quang kế nhỏ gọn và rẻ tiền dựa trên mao quản ống dẫn sóng kim loại (MCC) để xác định độ hấp thụ siêu nhạy.Đường quang có thể tăng lên rất nhiều và dài hơn nhiều so với chiều dài vật lý của MWC, vì ánh sáng tán xạ bởi các thành bên kim loại nhẵn dạng sóng có thể được chứa bên trong mao quản bất kể góc tới.Có thể đạt được nồng độ thấp tới 5,12 nM bằng cách sử dụng thuốc thử tạo màu thông thường nhờ khuếch đại quang phi tuyến tính mới và chuyển đổi mẫu nhanh cũng như phát hiện glucose.
Phép đo quang được sử dụng rộng rãi để phân tích dấu vết của các mẫu chất lỏng do có rất nhiều thuốc thử tạo màu có sẵn và các thiết bị quang điện tử bán dẫn1,2,3,4,5.So với việc xác định độ hấp thụ dựa trên cuvet truyền thống, các mao quản của ống dẫn sóng lỏng (LWC) phản xạ (TIR) bằng cách giữ ánh sáng đầu dò bên trong mao quản1,2,3,4,5.Tuy nhiên, nếu không cải thiện thêm, đường quang chỉ gần bằng chiều dài vật lý của LWC3.6 và việc tăng chiều dài LWC vượt quá 1,0 m sẽ bị suy giảm ánh sáng mạnh và có nguy cơ bong bóng cao, v.v.3, 7. Về vấn đề này đối với tế bào đa phản xạ được đề xuất để cải thiện đường dẫn quang, giới hạn phát hiện chỉ được cải thiện theo hệ số 2,5-8,9.
Hiện tại có hai loại LWC chính là mao quản Teflon AF (có chiết suất chỉ ~1,3, thấp hơn so với nước) và mao quản silica được phủ Teflon AF hoặc màng kim loại1,3,4.Để đạt được TIR tại bề mặt tiếp xúc giữa các vật liệu điện môi, cần phải có vật liệu có chiết suất thấp và góc tới ánh sáng cao3,6,10.Đối với các mao mạch Teflon AF, Teflon AF thoáng khí nhờ cấu trúc xốp3,11 và có thể hấp thụ một lượng nhỏ chất trong mẫu nước.Đối với các mao mạch thạch anh được phủ bên ngoài bằng Teflon AF hoặc kim loại, chỉ số khúc xạ của thạch anh (1,45) cao hơn hầu hết các mẫu chất lỏng (ví dụ 1,33 đối với nước)3,6,12,13.Đối với các mao mạch được phủ một lớp màng kim loại bên trong, đặc tính vận chuyển đã được nghiên cứu14,15,16,17,18, nhưng quá trình phủ phức tạp, bề mặt màng kim loại có cấu trúc thô và xốp4,19.
Ngoài ra, các LWC thương mại (Mao mạch phủ Teflon AF và Mao mạch phủ Silica AF Teflon, World Precision Instruments, Inc.) còn có một số nhược điểm khác, chẳng hạn như: dễ xảy ra lỗi..Thể tích chết lớn của đầu nối chữ T TIR3,10, (2) (để kết nối các mao mạch, sợi và ống vào/ra) có thể bẫy bọt khí10.
Đồng thời, việc xác định nồng độ glucose có ý nghĩa rất quan trọng trong chẩn đoán bệnh tiểu đường, xơ gan và bệnh tâm thần20.và nhiều phương pháp phát hiện như trắc quang (bao gồm quang phổ 21, 22, 23, 24, 25 và đo màu trên giấy 26, 27, 28), điện kế 29, 30, 31, huỳnh quang 32, 33, 34, 35, phân cực quang 36, cộng hưởng plasmon bề mặt.37, khoang Fabry-Perot 38, điện hóa 39 và điện di mao quản 40,41, v.v.Tuy nhiên, hầu hết các phương pháp này đều yêu cầu thiết bị đắt tiền và việc phát hiện glucose ở nồng độ nano mol vẫn là một thách thức (ví dụ, đối với các phép đo trắc quang21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, nồng độ glucose thấp nhất).giới hạn chỉ là 30 nM khi các hạt nano màu xanh Phổ được sử dụng làm mô phỏng peroxidase).Phân tích glucose nano thường được yêu cầu cho các nghiên cứu tế bào ở cấp độ phân tử như ức chế sự phát triển ung thư tuyến tiền liệt ở người42 và khả năng cố định CO2 của Prochlorococcus trong đại dương.
Thời gian đăng: 26/11/2022