提高光度分析灵敏度的两种新途径

吸收光度法是一种历史悠久而富有活力的分析方法。本文评述了液芯波导在吸收光度法中的最新进展，指出光强度差测量模式与长程吸收技术的结合将是提高光度法灵敏度的一种新的重要手段。

基于长光程技术的痕量海水营养盐自动分析仪的设计与测试

海水中可溶性的营养盐浓度是海洋监测的常规项目之一;大洋水体中的营养盐含量很低,使用传统的分光光度计难于定量测量。文章基于液芯波导长光程技术,设计了高灵敏度的痕量海水营养盐光谱分析仪。分析仪以1.02 nm的光谱分辨率实现350-900 nm光谱范围的水样吸光度连续光谱测量,并由嵌入式PC104微机自动实现了水样采集、吸光度测量和数据分析的功能。针对亚硝酸盐的测试实验结果表明,仪器检出限达到nmol·L^-1的量级,比传统分光光度计的检测限提高了三个量级,且显色反应时间可缩短到3 min,能适用于大洋水体中营养盐的现场痕量分析。

基于液芯波导原理的微流控芯片长光程光度检测系统

提出了一种基于液芯波导 ( Liquid core waveguide,LCW)原理的微流控芯片吸收光度检测系统 .通过芯片与外界接口技术实现液芯波导管与芯片的耦合 ,建立了芯片上长光程 (毫米至厘米级 )吸收光度检测池 .采用邻菲啉 -铁 ( )显色体系验证系统分析性能 ,以 5 .5 cm外覆 Teflon AF液芯波导管作为检测池 (检测池体积 2 40 n L)时 ,芯片系统的检测线性范围为 0 .0 3～ 5 0μmol/L,对邻菲啉 -铁 ( )配合物的检出限为8nmol/L,检测池有效光程达 1 .7cm,分析精度 RSD( n=5 )为 0 .8% .

新型红外测油仪中的液芯波导技术

首次将液芯波导技术应用于中红外吸收测量的油成分分析领域 ,研制的新型MFA 45 0型红外测油仪的灵敏度比现有同类型仪器提高一个数量级 ,检出限为 0 0 1mg L(油 萃取剂 ) .

微纳流体光波导及其在生物传感器中的应用

微纳流体光波导融合了微观流体与微光学特征,能够在相同物理空间实现流体介质和微光学信息功能及结构的集成,是生物化学分析及生物传感器的关键器件。本文综述了微纳流体光波导研究现状及其在生物传感器和生物化学分析中的应用实例。论述了实现微纳流体光波导的全反射机理、多层干涉效应,抗谐振反射机理,以及基于上述机理实现的各种流体波导形式。重点分析了基于微纳流体层流效应的全流体波导,基于多层干涉效应的Bragg光波导、空心光子晶体波导、狭缝光流体波导、抗谐振反射光波导等多种波导的特点。指出狭缝光流体波导和抗谐振反射光波导具有更好的设计灵活性,且检测灵敏度高、可靠性好、易于集成制造,可望在生物传感器及微纳流体光学系统中得到更广泛的应用。

CDOM走航式测量仪的设计与应用

海水中的有色溶解有机物(CDOM)对海洋生态系统具有重要影响。针对当前CDOM测量的问题,基于Teflon AF液芯波导(LWCC/LCW)技术,设计了一套全自动CDOM走航式测量仪。该仪器具有光程可调、测量动态范围广、灵敏度高等特点,适合于各类水体。其过滤和进样系统,实现了水样的自动过滤、进样和样品池清洗。基于LabVIEW语言开发的软件控制平台,可高效地控制仪器的运行状态和数据(光谱数据、GPS数据及海水温盐数据)的采集。通过对照实验和现场海上测试,证实了测量数据的可靠性和仪器的稳定性。

液芯波导在拉曼光谱研究中的应用及其研究进展

采用液芯波导系统进行液体样品的光谱研究具有相当高的探测灵敏度,本文对液芯波导系统在拉曼光谱中的应用及其研究进展作了比较全面的综述.分析了液芯波导系统的特点及其影响液芯波导拉曼光谱强度的主要因素及其激励采集方法、液芯波导中的光漂白效应及其对荧光背景的消除作用,以及液芯波导中的光散射机制问题,并对液芯波导的主要应用做了详细介绍.

液芯波导与光强差技术测定痕量甲醛

建立了一种测定痕量甲醛的新的长程吸收光谱法:采用超高亮红色发光二极管(LED)作光源,光电二极管作为光电检测器,9 cm液芯波导(LCW)管和光强差(ΔI)技术联用测定痕量甲醛。分析采用公共场所空气中甲醛测定标准方法,即国标GB/T18204．26-2000方法,其线性范围为1．0×10^(-11)～1．0×10^(-9)g/mL,检出限为7×10^(-12)g/mL,RSD(n=11,1×10^(-10))＜1％。实验结果表明,本方法的线性范围下限及检出限比通常的紫外-可见分光光度法均下降了1000倍以上。

液芯波导与光强差技术测定食品中痕量亚硫酸根

采用超高亮绿色发光二极管作光源，使用9cm液芯波导管和光强差技术分光光度法测定食品中痕量亚硫酸根。分析采用国标GB／T5009．34-2003方法，线性范围的下限及检出限比通常的分光光度法均下降了1000倍。其线性范围为1．6×10^-11～1．6×10^-9g／mL，检出限为5×10^-12g／mL，RSD（n=11，1．6×10^-10g／mL）〈1％。

顺序注射-液芯波导-激光诱导荧光微流控电泳系统分析脱氧核糖核酸

报道了一种基于液芯波导的小型激光诱导荧光微流控分析系统及其在分离检测DNA样品中的应用。使用6 cm长Teflon AF涂覆的石英毛细管作为液芯波导管,同时作为电泳分离通道和荧光检测光路,将分离后样品的荧光信号传送到检测器。半导体激光器(LD)作为激发光源,产生的荧光信号在波导管出口收集。设计了一种特殊的出口储液池,直接使用滤光片作为液池的后壁并置于光电倍增管(PMT)窗口处,从而使全部检测系统仅由LD、LCW、滤光片和PMT四部件组成,达到了结构最简化。使用顺序注射(SI)系统实现了自动样品更新,该系统通过一种改进结构的可消除气泡的接口与微流控系统联接。采用这种联用系统实现了溴化乙锭(EB)标记的X174-HaeⅢ裂解液中11个脱氧核糖核酸片段的分离和聚合酶链反应扩增样品的检测。

液芯波导阵列芯片检测血清及尿液中的β_2-微球蛋白

提出了一种液芯波导免疫分析阵列芯片的检测系统，结合光强差技术提高了ELISA的灵敏度，HRP的线性范围为1×10^-10～9×10^-10g／L，检出限为3．0×10^-11g／L，RSD小于1％（c=3×10^-10g／L，n=11），线性范围的下限与检出限均比普通的光度法下降了100倍，将其应用于血清和尿液中β-微球蛋白的免疫分析，与标准方法所得结果相符。

紫外纯水液芯光波导系统的研究

为了将液芯光波导扩展到纯水和紫外区域,根据水的色散特性,利用聚全氟乙丙烯(FEP)管制成了传输距离大于110 cm,光谱范围为220～280 nm的紫外纯水液芯光波导系统.并应用该系统对维生素C进行了分光光度测定,与长1 cm的常规吸收池相比,灵敏度提高了133倍.本系统价格便宜、装配简便、重复性好,可用于传感器以及生化医药的水相紫外分光光度分析.

液芯波导与光强差技术对食品中痕量亚硝酸根的测定

采用超高亮绿色发光二极管作光源，使用8cm液芯波导管和光强差测量技术测定食品中的亚硝酸根。样品分析采用国标GB／T5009.33-2003方法，线性范围的下限及检出限比通常的分光光度法低3个数量级。其线性范围为4×10^-8－4×10^-6g／L，检出限为2×10^-8g／L，RSD（n=11，8×10^-7g／L）小于1％。

准分子激光在液芯光纤中传输特性的实验研究

液芯光纤作为一种新型的光能量传输媒介,有诸多显著的优点,着重介绍了液芯光纤相对于传统固体传光光纤束的优势。为了液芯光纤在紫外波段激光传输上的应用,对波长为308 nm和248 nm两种准分子紫外激光在液芯光纤中传输的能量透过率进行了实验研究,分析了单脉冲能量(1～5mJ)、光波长(248 nm/308 nm)、平均功率(2～20 mW)等激光参数变化对准分子激光在液芯光纤中传输特性的影响,为液芯光纤应用于准分子激光传输提供了实验依据。

光波导传感器灵敏度的理论与实验研究

本文导出了共振模光学传感器灵敏度的统一公式,研究表明:统一的解析公式物理意义非常清晰,公式表明提高该类传感器灵敏度的两项主要措施分别为增大样品区域的光功率以及采用超高阶导模为探针。通过数值模拟比较了表面等离子共振、长程表面等离子共振和液芯金属包覆波导传感器的灵敏度,计算表明液芯金属包覆波导的灵敏度至少高出长程等离子共振波导1个量级以上。实验上对大肠杆菌低浓度的探测极限可以达到100 cfum L-1,理论与实验吻合的较好。

基于液芯波导激光诱导荧光检测器的缝管自动进样毛细管电泳仪的研制及其在DNA分析中的应用

介绍一种自行研制的毛细管电泳仪。以半导体激光器作为激发光源,使用液芯波导石英毛细管同时作为电泳分离通道和荧光检测光路,结合基于取样探针、缺口型样品圆盘两者的缝管自动进样系统,以激光诱导荧光的检测方式实现对两种常用DNA分子标记物(DNA Marker)快速、低耗、准确的有效检测。该仪器具有结构简单、体积小、操作方便等特点。

液芯光波导微型光反应器

针对一般光反应器的不足,双面金属包覆波导能够把光耦合进入导波层中激发出超高阶导膜,波导中入射波与反射波相互叠加形成驻波,继而在导波层中出现一系列的光能量增强点(被认为是光陷阱点)。基于这种光学特性,设计了一种新颖的液芯双面金属包覆波导光反应器。采用含有二价铁离子和三价铁离子的混合盐溶液充当导波层,激光耦合进入导波层中两小时后,在该种特定光场分布的作用下,制备出了合成产物。通过对产物的分析,确定合成产物为磁铁矿γ-Fe2O3。

基于液芯光纤的激光诱导荧光检测装置的研制及应用

描述了一种激光诱导荧光检测装置。该装置的核心是由低折射率的聚四氟乙烯空心管和流动水溶液构成的液芯光纤,激光作为激发光垂直的照射液芯光纤,光纤内的荧光物质产生的发射光在液芯光纤内发生反射。CCD检测器在液芯光纤的一端对发射光进行检测。应用该装置利用Cu离子催化H2O2氧化罗丹明B（Rh B）造成荧光猝灭对Cu^2＋进行检测。在线性范围0.4～4μg/L内得到的检出限为0.022μg/L。该方法具有较高的灵敏度,重要原因是CCD的检测消除了液芯光纤中散射的激光的干扰。相比于昂贵的商业荧光仪,本装置能得出更好的检测结果。

用于饮料中山梨酸钾快速测定的负压液芯波导增强拉曼光谱技术研究

以Teflon-AF材质的液芯波导管为核心部件,构建了负压液芯波导增强型拉曼检测系统,可以高效消除液芯光路中液体样品的气泡干扰,有效保障液芯波导长光程的拉曼增强作用。在此基础上,开发了功能饮料中食品添加剂山梨酸钾的现场快速检测方法,最低检出限(LOD)为0.05g/kg,加标回收率在98%~105%之间。同时,为了进一步降低负压液芯波导增强型拉曼检测系统对山梨酸钾的LOD,本研究利用冷冻富集技术对样品进一步浓缩,加入20.5g/kg氯化钠后,经过静态冷冻30min、离心冷冻10min的冷冻富集处理,山梨酸钾的LOD可以达到0.005g/kg,方法的日内和日间稳定性(RSD)在3%~4%之间,实际样品检测的加标回收率在94%~106%之间。

海水中极低浓度营养盐在线测量仪

设计了海水中极低浓度营养盐在线测量仪,测量方法采用吸收光度法。采用长光程液芯波导作为样品池,光信号由光纤收集、光谱仪分光。线阵CCD探测器测量样品吸光度,可以实现多种营养要素的快速检测。检测极限达到了0.2 nmol/dm3;分液泵、注射泵、电磁阀及过滤网等构成了现场自动进样系统;电子学系统由PC104工控机、CCD数据采集卡及自动进样控制电路组成,实现了水样的提取及在线过滤、样品与试剂的精密配比和混合反应以及光谱测量及分析的自动化。该仪器不仅可用来作为剖面测量,而且也可用于定点长时间序列测量。