तरल नमूनों के ट्रेस विश्लेषण का जीवन विज्ञान और पर्यावरण निगरानी में व्यापक अनुप्रयोग है

तरल नमूनों के ट्रेस विश्लेषण का जीवन विज्ञान और पर्यावरण निगरानी में व्यापक अनुप्रयोग है।इस कार्य में, हमने अवशोषण के अति संवेदनशील निर्धारण के लिए मेटल वेवगाइड केशिकाओं (एमसीसी) पर आधारित एक कॉम्पैक्ट और सस्ता फोटोमीटर विकसित किया है।ऑप्टिकल पथ को बहुत बढ़ाया जा सकता है, और एमडब्ल्यूसी की भौतिक लंबाई से कहीं अधिक लंबा, क्योंकि नालीदार चिकनी धातु की दीवारों से बिखरी हुई रोशनी को घटना के कोण की परवाह किए बिना केशिका के भीतर समाहित किया जा सकता है।नए गैर-रेखीय ऑप्टिकल प्रवर्धन और तेज़ नमूना स्विचिंग और ग्लूकोज का पता लगाने के कारण सामान्य क्रोमोजेनिक अभिकर्मकों का उपयोग करके 5.12 एनएम तक कम सांद्रता प्राप्त की जा सकती है।

उपलब्ध क्रोमोजेनिक अभिकर्मकों और सेमीकंडक्टर ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों1,2,3,4,5 की प्रचुरता के कारण तरल नमूनों के ट्रेस विश्लेषण के लिए फोटोमेट्री का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।पारंपरिक क्युवेट-आधारित अवशोषक निर्धारण की तुलना में, तरल वेवगाइड (एलडब्ल्यूसी) केशिकाएं जांच प्रकाश को केशिका1,2,3,4,5 के अंदर रखकर प्रतिबिंबित (टीआईआर) करती हैं।हालाँकि, आगे सुधार के बिना, ऑप्टिकल पथ केवल LWC3.6 की भौतिक लंबाई के करीब है, और LWC की लंबाई 1.0 मीटर से अधिक बढ़ाने से मजबूत प्रकाश क्षीणन और बुलबुले आदि का उच्च जोखिम होगा।3, 7. संबंध में ऑप्टिकल पथ सुधार के लिए प्रस्तावित बहु-प्रतिबिंब सेल में, पता लगाने की सीमा में केवल 2.5-8.9 के कारक से सुधार हुआ है।

वर्तमान में एलडब्ल्यूसी के दो मुख्य प्रकार हैं, अर्थात् टेफ्लॉन एएफ केशिकाएं (केवल ~ 1.3 का अपवर्तक सूचकांक, जो पानी की तुलना में कम है) और टेफ्लॉन एएफ या धातु फिल्म 1,3,4 के साथ लेपित सिलिका केशिकाएं।ढांकता हुआ सामग्रियों के बीच इंटरफेस पर टीआईआर प्राप्त करने के लिए, कम अपवर्तक सूचकांक और उच्च प्रकाश घटना कोण वाली सामग्रियों की आवश्यकता होती है3,6,10।टेफ्लॉन एएफ केशिकाओं के संबंध में, टेफ्लॉन एएफ अपनी छिद्रपूर्ण संरचना3,11 के कारण सांस लेने योग्य है और पानी के नमूनों में थोड़ी मात्रा में पदार्थों को अवशोषित कर सकता है।टेफ्लॉन एएफ या धातु के साथ बाहर लेपित क्वार्ट्ज केशिकाओं के लिए, क्वार्ट्ज का अपवर्तक सूचकांक (1.45) अधिकांश तरल नमूनों (उदाहरण के लिए पानी के लिए 1.33)3,6,12,13 से अधिक है।अंदर एक धातु फिल्म के साथ लेपित केशिकाओं के लिए, परिवहन गुणों का अध्ययन किया गया है14,15,16,17,18, लेकिन कोटिंग प्रक्रिया जटिल है, धातु फिल्म की सतह में एक खुरदरी और छिद्रपूर्ण संरचना4,19 है।

इसके अलावा, वाणिज्यिक एलडब्ल्यूसी (एएफ टेफ्लॉन कोटेड कैपिलरीज और एएफ टेफ्लॉन कोटेड सिलिका कैपिलरीज, वर्ल्ड प्रिसिजन इंस्ट्रूमेंट्स, इंक.) के कुछ अन्य नुकसान हैं, जैसे: दोषों के लिए।.टीआईआर3,10, (2) टी-कनेक्टर (केशिकाओं, फाइबर और इनलेट/आउटलेट ट्यूबों को जोड़ने के लिए) की बड़ी मृत मात्रा हवा के बुलबुले10 को फंसा सकती है।

साथ ही, मधुमेह, लीवर सिरोसिस और मानसिक बीमारी20 के निदान के लिए ग्लूकोज के स्तर का निर्धारण बहुत महत्वपूर्ण है।और कई पहचान विधियां जैसे फोटोमेट्री (स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री 21, 22, 23, 24, 25 और पेपर 26, 27, 28 पर वर्णमिति सहित), गैल्वेनोमेट्री 29, 30, 31, फ्लोरोमेट्री 32, 33, 34, 35, ऑप्टिकल पोलरिमेट्री 36, सतह प्लासमॉन अनुनाद।37, फैब्री-पेरोट कैविटी 38, इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री 39 और केशिका वैद्युतकणसंचलन 40,41 इत्यादि।हालाँकि, इनमें से अधिकांश तरीकों के लिए महंगे उपकरण की आवश्यकता होती है, और कई नैनोमोलर सांद्रता पर ग्लूकोज का पता लगाना एक चुनौती बनी हुई है (उदाहरण के लिए, फोटोमेट्रिक माप21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 के लिए, ग्लूकोज की सबसे कम सांद्रता)।जब प्रशिया के नीले नैनोकणों को पेरोक्सीडेज नकल के रूप में उपयोग किया गया था तो सीमा केवल 30 एनएम थी)।नैनोमोलर ग्लूकोज विश्लेषण अक्सर आणविक-स्तरीय सेलुलर अध्ययनों के लिए आवश्यक होते हैं जैसे मानव प्रोस्टेट कैंसर के विकास को रोकना और समुद्र में प्रोक्लोरोकोकस के CO2 निर्धारण व्यवहार।