El análisis de trazas de muestras líquidas tiene una amplia gama de aplicaciones en las ciencias biológicas y la monitorización ambiental.En este trabajo, hemos desarrollado un fotómetro compacto y económico basado en capilares de guía de ondas metálicos (MCC) para la determinación ultrasensible de la absorción.La trayectoria óptica se puede aumentar considerablemente y ser mucho más larga que la longitud física del MWC, porque la luz dispersada por las paredes laterales de metal liso corrugado puede quedar contenida dentro del capilar independientemente del ángulo de incidencia.Se pueden lograr concentraciones tan bajas como 5,12 nM utilizando reactivos cromogénicos comunes gracias a la nueva amplificación óptica no lineal y al rápido cambio de muestras y detección de glucosa.
La fotometría se utiliza ampliamente para el análisis de trazas de muestras líquidas debido a la abundancia de reactivos cromogénicos y dispositivos optoelectrónicos semiconductores disponibles1,2,3,4,5.En comparación con la determinación de absorbancia tradicional basada en cubetas, los capilares de guía de ondas líquidas (LWC) reflejan (TIR) manteniendo la luz de la sonda dentro del capilar1,2,3,4,5.Sin embargo, sin mejoras adicionales, la trayectoria óptica sólo se acerca a la longitud física de LWC3,6, y aumentar la longitud de LWC más allá de 1,0 m sufrirá una fuerte atenuación de la luz y un alto riesgo de burbujas, etc.3, 7. Con respecto En comparación con la celda multirreflectante propuesta para mejorar la trayectoria óptica, el límite de detección solo mejora en un factor de 2,5 a 8,9.
Actualmente existen dos tipos principales de LWC, a saber, los capilares de teflón AF (que tienen un índice de refracción de solo ~1,3, que es menor que el del agua) y los capilares de sílice recubiertos con teflón AF o películas metálicas1,3,4.Para lograr TIR en la interfaz entre materiales dieléctricos, se requieren materiales con un índice de refracción bajo y ángulos de incidencia de luz altos3,6,10.Con respecto a los capilares de Teflon AF, Teflon AF es transpirable debido a su estructura porosa3,11 y puede absorber pequeñas cantidades de sustancias en muestras de agua.Para los capilares de cuarzo recubiertos en el exterior con Teflón AF o metal, el índice de refracción del cuarzo (1,45) es mayor que el de la mayoría de las muestras líquidas (por ejemplo, 1,33 para el agua)3,6,12,13.Para los capilares recubiertos con una película metálica en su interior se han estudiado las propiedades de transporte14,15,16,17,18, pero el proceso de recubrimiento es complicado, la superficie de la película metálica tiene una estructura rugosa y porosa4,19.
Además, los LWC comerciales (AF Teflon Coated Capillaries y AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) tienen algunas otras desventajas, tales como: fallas..El gran volumen muerto del conector en T TIR3,10, (2) (para conectar capilares, fibras y tubos de entrada/salida) puede atrapar burbujas de aire10.
Al mismo tiempo, la determinación de los niveles de glucosa es de gran importancia para el diagnóstico de diabetes, cirrosis hepática y enfermedades mentales20.y muchos métodos de detección como fotometría (incluida espectrofotometría 21, 22, 23, 24, 25 y colorimetría sobre papel 26, 27, 28), galvanometría 29, 30, 31, fluorometría 32, 33, 34, 35, polarimetría óptica 36, resonancia de plasmones superficiales.37, cavidad de Fabry-Perot 38, electroquímica 39 y electroforesis capilar 40,41, etc.Sin embargo, la mayoría de estos métodos requieren equipos costosos y la detección de glucosa en varias concentraciones nanomolares sigue siendo un desafío (por ejemplo, para mediciones fotométricas21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, la concentración más baja de glucosa).la limitación fue de sólo 30 nM cuando se utilizaron nanopartículas de azul de Prusia como imitadores de peroxidasa).A menudo se requieren análisis de glucosa nanomolar para estudios celulares a nivel molecular, como la inhibición del crecimiento del cáncer de próstata humano42 y el comportamiento de fijación de CO2 del Proclorococo en el océano.
Hora de publicación: 26 de noviembre de 2022