Name: Refractometricセンシング用蛍光コアマイクロキャビティの合成と操作 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-03-13T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 12 s
Description: 学ぶシリコン量子ドットを用いた蛍光コアマイクロキャビティセンサーの作製法。屈折率変化を検出するマイクロ流体デバイス技術で、蛍光分光法による流体分析に応用可能です。

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この研究は、NSERC、カナダによって資金を供給された。

<ol><li>Mairhofer, J., Roppert, K., Ertl, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+Systems+for+Pathogen+Sensing%5BTitle%5D)+AND+%22A+Review.+Sensors%22%5BJournal%5D)">Microfluidic Systems for Pathogen Sensing.</a> A Review. Sensors. 9, 4804-4823 (2009).</li>
<li>Jokerst, J. J., Emory, J. M., Henry, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Advances+in+microfluidics+for+environmental+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">Advances in microfluidics for environmental analysis.</a> Analyst. 137, 24-34 (2012).</li>
<li>Neethirajan, N., Kobayashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidics+for+food%2C+agriculture+and+biosystems+industries%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+on+a+Chip%22%5BJournal%5D)">Microfluidics for food, agriculture and biosystems industries.</a> Lab on a Chip. 11, 1574-1586 (2011).</li>
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	 <a target="_blank" href="http://www.biacore.com/lifesciences/index.html">http://www.biacore.com/lifesciences/index.html</a> (2013).</li>
<li>Vollmer, F., Arnold, S., Keng, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single+virus+detection+from+the+reactive+shift+of+a+whispering-gallery+mode%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Single virus detection from the reactive shift of a whispering-gallery mode.</a> PNAS. 105, 20701-20704 (2008).</li>
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<li>Arnold, S., Shopova, I., Holler, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whispering+gallery+mode+bio-sensor+for+label-free+detection+of+single+molecules%3A+thermo-optic+vs.+reactive+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Whispering gallery mode bio-sensor for label-free detection of single molecules: thermo-optic vs. reactive mechanism.</a> Optics Express. 18, 281-287 (2009).</li>
<li>Vollmer, F., Braun, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protein+detection+by+optical+shift+of+a+resonant+microcavity%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Protein detection by optical shift of a resonant microcavity.</a> Applied Physics Letters. 80, 4057-4059 (2002).</li>
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<li>White, I. M., Oveys, H., Fan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid-core+optical+ring-resonator+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Liquid-core optical ring-resonator sensors.</a> Optics Letters. 9, 1319-1321 (2006).</li>
<li>Rodriguez, J. R., Bianucci, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whispering+gallery+modes+in+hollow+cylindrical+microcavities+containing+silicon+nanocrystals%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Whispering gallery modes in hollow cylindrical microcavities containing silicon nanocrystals.</a> Applied Physics Letters. 92, 131119(2008).</li>
<li>Bianucci, P., Rodriguez, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Whispering+gallery+modes+in+silicon+nanocrystal+coated+microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+Status+Solidi+A%22%5BJournal%5D)">Whispering gallery modes in silicon nanocrystal coated microcavities.</a> Physica Status Solidi A. 206, 965(2009).</li>
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<li>Poon, A. W., Chang, R. K., Lock, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spiral+morphology-dependent+resonances+in+an+optical+fiber%3A+effects+of+fiber+tilt+and+focused+Gaussian+beam+illumination%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Spiral morphology-dependent resonances in an optical fiber: effects of fiber tilt and focused Gaussian beam illumination.</a> Opt. Lett. 23, 1105-1107 (1998).</li>
<li>Silverstone, J. W., McFarlane, S., Manchee, C. P. K., Meldrum, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultimate+resolution+for+sensing+with+microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Ultimate resolution for sensing with microcavities.</a> Optics Express. 20, 8284-8295 (2012).</li>
<li>Stancik, A. L., Brauns, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+asymmetric+lineshape+for+fitting+infrared+absorption+spectra%5BTitle%5D)+AND+%22Vibrational+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">A simple asymmetric lineshape for fitting infrared absorption spectra.</a> Vibrational Spectroscopy. 47, 66-69 (2008).</li>
<li>Lomb, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Least-squares+frequency+analysis+of+unequally+spaced+data%5BTitle%5D)+AND+%22Astrophysics+and+Space+Science%22%5BJournal%5D)">Least-squares frequency analysis of unequally spaced data.</a> Astrophysics and Space Science. 39, 447-462 (1976).</li>
<li>Scott, R. P. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+thermodynamic+properties+of+methanol-water+association+and+its+effect+on+solute+retention+in+liquid+chromatography%5BTitle%5D)+AND+%22Analyst%22%5BJournal%5D)">The thermodynamic properties of methanol-water association and its effect on solute retention in liquid chromatography.</a> Analyst. 125, 1543-1547 (2000).</li>
<li>Manchee, C. P. K., Zamora, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Refractometric+sensing+with+fluorescent-core+microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Refractometric sensing with fluorescent-core microcavities.</a> Optics Express. 19, 21540-21551 (2011).</li>
<li>Teraoka, I., Arnold, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Enhancing+Sensitivity+of+a+Whispering+Gallery+Mode+Microsphere+Sensor+by+a+High-Refractive+Index+Surface%5BTitle%5D)+AND+%22Layer.+J.+Opt.+Soc.+Am.+B%22%5BJournal%5D)">Enhancing Sensitivity of a Whispering Gallery Mode Microsphere Sensor by a High-Refractive Index Surface.</a> Layer. J. Opt. Soc. Am. B. 23, 1434-1441 (2006).</li>
<li>Huang, G., Bolanos Quinones, V. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rolled-up+optical+microcavities+with+subwavelength+wall+thicknesses+for+enhanced+liquid+sensing+applications%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Rolled-up optical microcavities with subwavelength wall thicknesses for enhanced liquid sensing applications.</a> ACS Nano. 4, 3123-3130 (2010).</li>
<li>Fan, X. D., White, I. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overview+of+novel+integrated+optical+ring+resonator+bio%2Fchemical+sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Society+of+Photo-Optical+Instrumentation+Engineers+%28SPIE%29%22%5BJournal%5D)">Overview of novel integrated optical ring resonator bio/chemical sensors.</a> Proceedings of the Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE). 6452, M4520-M4520 (2007).</li>
<li>White, I. M., Zhu,, et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Refractometric+sensors+for+lab-on-a-chip+based+on+optical+ring+resonators%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Sensors+J%22%5BJournal%5D)">Refractometric sensors for lab-on-a-chip based on optical ring resonators.</a> IEEE Sensors J. 7, 28-35 (2007).</li>
<li>Li, H., Fan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+sensing+capability+of+optofluidic+ring+resonator+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Characterization of sensing capability of optofluidic ring resonator biosensors.</a> Applied Physics Letters. 97, 011105(2010).</li>
<li>Zamora, V., Díez, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Refractometric+sensor+based+on+whispering+gallery+modes+of+thin+capillaries%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Refractometric sensor based on whispering gallery modes of thin capillaries.</a> Optics Express. 15, 12011-12016 (2007).</li>
<li>Suter, J. D., White, I. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Label-free+quantitative+DNA+detection+using+the+liquid+core+optical+ring+resonator%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">Label-free quantitative DNA detection using the liquid core optical ring resonator.</a> Biosensors and Bioelectronics. 23, 1003-1009 (2008).</li>
<li>White, I. M., Oveys, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrated+multiplexed+biosensors+based+on+liquid+core+optical+ring+resonators+and+antiresonant+reflecting+optical+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Integrated multiplexed biosensors based on liquid core optical ring resonators and antiresonant reflecting optical waveguides.</a> Applied Physics Letters. 89, 191106(2006).</li>
<li>Yang, G., White, I. M., Fan, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+opto-fluidic+ring+resonator+biosensor+for+the+detection+of+organophosphorus+pesticides%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+B%3A+Chemical%22%5BJournal%5D)">An opto-fluidic ring resonator biosensor for the detection of organophosphorus pesticides.</a> Sensors and Actuators B: Chemical. 133, 105-112 (2008).</li>
<li>Zhu, H., Dale, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+Label-Free+Detection+of+Breast+Cancer+Biomarker+CA15-3+in+Clinical+Human+Serum+Samples+with+Optofluidic+Ring+Resonator+Sensors%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Rapid and Label-Free Detection of Breast Cancer Biomarker CA15-3 in Clinical Human Serum Samples with Optofluidic Ring Resonator Sensors.</a> Anal. Chem. 81, 9858-9865 (2009).</li>
<li>Redding, B., Marchena, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+raised-microdisk+whispering-gallery-mode+characterization+techniques%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Comparison of raised-microdisk whispering-gallery-mode characterization techniques.</a> Optics Letters. 35, 998-1000 (2010).</li>
</ol>

我々は、開示することは何もない。

蛍光コアマイクロキャビティrefractometricセンサとして使用することができる。マイクロ流体センサー、マイクロチューブに比べ22として作用することができる&quot;ロールアップ&quot;マイクロチューブの隔離された例がありますが、それらを簡単に分析して取り扱うとインターフェイスへの単純されているので、毛細血管は、マイクロ流体セットアップに統合し、かなり実用的な利点を持っていることが容易になりますセットアップ。従来のフーリエ解析の手法を用いて、分光システムのピッチよりも小さい少なくとも一桁アール波長シフトを検出することができる。また、このメソッドは、センサーグラム型の測定システムへの統合を可能にします。 これらFCMSは主に液体コア光リング共振器（LCORRs）と競合する。23,24,25 LCORRSは加熱と引っ張って、内側のキャピラリー表面、または加熱し、インフレを溶解するためにチャネルにHFをポンピングすることによって間伐されたガラスキャピラリーアール加圧ガス図26のように毛細管チャネルへ延びるエバネ...

わずかなサンプル量を必要とし、ハンドヘルドまたは現場操作可能な機器に組み込むことができ、その化学センシングシステムは、新技術の広い範囲の開発につながる可能性がある。このような技術は、病気や病原体、1環境汚染物質、2および食品安全のためのフィールド診断を含めることができます。3いくつかの技術を積極的に最先端の間で表面プラズモン共鳴（SPR）の物理学に基づいてデバイスと、マイクロ流体化学センサーのために検討されています。 4これらのセンサは、主に大規模な実験装置などが、今では多くの特定の生体分子を検出することが可能であり、商業的な成功を達成している。5 近年、光マイクロキャビティは、SPRベースのシステムと競合する上昇している。マイクロキャビティは、単一のウイルス6そしておそらく単一生体分子を検出するための実証された能力で、驚くほど敏感になることができます<s（後者は、質量検出限界は9小であることは疑う余地がありませんしかし、8、いくつかの議論の対象のまま）7&gt;まで。マイクロキャビティにおいて、検出機構は共振の電界プロファイル内の分析物の存在に起因する光学共振の変化に依存しています。一般に、与えられた検体は、中心周波数、可視性、または線幅での変化に対する共振が発生します。 SPRのシステムと同様に、マイクロキャビティは非特異refractometricセンサーとして、あるいは特定の分析のために官能化されたバイオセンサーとして機能することができます。 円形断面（ 例えばマイクロスフェア、ディスクまたはシリンダー）を有する誘電体微細ウィスパリングギャラリーモード、またはWGMsとして知られる電磁共鳴によって特徴付けられ、類似した音響効果のレイリー卿の調査にまで遡る用語。基本的に10、光WGM波が円形断面sをcircumnavigatesときに発生します内部全反射し、位相で、その出発点に戻りによってECTION。シリカ微小球の電磁共鳴の例を図1aに示されている。この共鳴は、赤道付近のフィット53波長（L = 53）が示されているそのうちのいくつかだけの合計ながら、半径方向に最大1（n = 1）とすることを特徴とする。電界強度のエバネッセント部分が球体の境界の外培地内に延び、従って、マイクロスフェアWGMは外部媒体を感知することができる。 毛細血管はWGMベースのセンサの特に興味深い例です。毛細血管では、円筒形WGMsは球の場合と同様、円形断面の周囲に形成することができます。毛細血管壁が非常に薄い場合には、電磁界の一部は、毛細管チャネル（ 図1b）に延びている。このように、キャピラリーはチャネル内に注入検体のためのマイクロ流体センサとすることができる。これはbです共振液体コア光リングの動作ASIS（LCORR）が11 LCORRsはWGMsを調べるために精密な同調可能レーザ光 ​​源からの光のエバネッセント結合に依存しています。 LCORRの重要な側面は、毛細血管壁がそのモードのサンプルは、チャネルの中程度確保するために（〜1μm）を薄くしなければならないということです。これは、それらの製造上のいくつかの困難を配置し、それらを機械的に脆弱であることが原因。 私たちの仕事では、我々は、蛍光コアマイクロキャビティ（FCM）を呼び出す別の構造を開発しました。12,13 FCMを形成するために、我々のコート高屈折フルオロフォア（具体的には、の層で毛細血管のチャネル壁酸化物が埋め込まれたシリコン量子ドット）。フィルムの高屈折することにより、WGMs（ 図1c）を構築し、放出される放射線を閉じ込めるために必要です。 LCORRとは対照的に、FCMで、モードが発せられた蛍光スペクトルに鋭い最大値として表示されます。の厚さフィルムは非常に重要であり、それが厚すぎるWGMは毛管チャネル媒体をサンプリングしない、それが薄すぎると光閉じ込めが失われ、WGMsが弱くなっています。したがって、FCMの製造は、入念な準備を必要とする困難なプロセスです。これは、現在の論文の主要なトピックである。

<table border="1"><tbody><tr><td> 材料の表 </td><td>会社</td><td>カタログ＃ </td><td>注釈</td></tr><tr><td>シリカマイクロキャピラリー</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>柔軟なマイクロボアチューブ</td><td></td><td></td><td>ポリエチレン、タイゴンなど</td></tr><tr><td>接着剤</td><td>マスコット、ノーランドNOA </td><td></td><td></td></tr><tr><td> HSQはMIBKに溶解</td><td></td><td></td><td> 例えば 。、FOX-15 </td></tr><tr><td>メタノール</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>エタノール</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>蒸留水</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>使用される材料の表1。一覧。

refractometricセンシング用蛍光コアマイクロキャビティの合成と操作

Synthesis and Operation of Fluorescent-core Microcavities for Refractometric Sensing

本稿では、マイクロ流体解析セットアップで動作することができ、蛍光コアマイクロキャビティベースのセンサについて説明します。これらの構造は、従来のマイクロキャピラリーのチャネル表面上の蛍光量子ドット（QD）コーティングの形成に基づいています。シリコン量子ドットは、立法上、多くの国で物質を制御されているII-VI族およびII-VI族化合物の量子ドットに比べて、彼らのせいで無視できる毒性の一部には、このアプリケーションのために特に魅力的である。アンサンブルの発光スペクトルは、毛細血管の機能膜内に捕捉された光の電磁共鳴に対応する蛍光スペクトルに鋭い、狭いピークのセットのチャネル壁上のSi量子ドットのフィルム広範かつ特徴のないですが。これらの共鳴のピーク波長はこのように量子ドットは、検体と物理的に接触したことがないているrefractometricセンサーとして機能するようにデバイスを可能にして、外部媒体に敏感です。実験的蛍光コアマイクロキャピラリーの作製に関連付けられたメソッドは、同様の分析方法として、詳細に説明します。最後に、比較は、マイクロ流体センシング機能の面では、これらの構造を、より広く調査し、液体コア光リング共振器との間で行われます。

キャピラリー製造手順で小さな偏差は、サンプル成功率の大きな変化につながることができます。 図5（広告）では、私たちは失敗した毛細血管の代表例と同様に成功したものを示しています。一般的に、成功したサンプルの視覚的な表示は、毛細血管壁や特徴のない内装で高い強度と組み合わせた赤色蛍光である。蛍光スペクトルはまた、明らかに成功と失敗（ 図5e）との差を示します。良いサンプルは、スペクトル内の明確に定義された（可視≈0.5）WGM振動を示すべきである。 セットアップは、検体は毛細管チャネル（ 図6a）に圧送されるごとに継続してスペクトルを取るようにプログラムすることができます。上記のテクニックを使用すると、データ解析が異なる検体をキャピラリー内に注入されるようにシフトすべきすべてのWGMスペクトル上のバッチジョブとして実行することができます。ここでは、水、メタノールなどの連続的な時系列（ つまりセンサーグラム ）の結果を示し、最後にエタノールをチャンネル内に順次ポンピングさ...

蛍光コアマイクロキャビティセンサは、シリカマイクロキャピラリーのチャンネルに高屈折率の量子ドットのコーティングを採用しています。チャネルの中程度を分析するために使用することができるマイクロキャビティ蛍光スペクトルにおける毛管チャネル原因シフトに圧送流体の屈折率の変化。

Refractometricセンシング用蛍光コアマイクロキャビティの合成と操作

This paper discusses  fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic  analysis setup. These structures are based on the ...

本手順の全体的な目的は、マイクロ流体センサ技術を開発することです。まず、キャピラリーにシリコン量子ドット層をコーティングすることで、候補となるデバイスを作製します。次に、どのサンプルがセンサとして使用するための基本要件を満たしているかを判定します。次に、分析物の導入を可能にするため、センサーデバイスをマイクロポンプシステムに接続します。最後のステップは、蛍光スペクトルを収集し、その結果を分析することです。最終的に、蛍光顕微鏡を用いて、キャピラリーチャネル内における流体の屈折率センシングを示します。本デバイスの主な利点は、小型であること、マイクロ流体との互換性があること、そして比較的安価な部品のセットで完全なデバイスを容易に構築できることが想定される点にあります。マイクロ流路を備えているため、任意の液体をキャピラリー内部にポンプで送ることができます。最も困難な点は、特定の分析物を結合させるために表面を機能化することです。このデバイスは、食品安全、地下水分析、さらにはヘルスケアなど、幅広い潜在的な用途があります。このデバイスにおける最も困難な点は、試料調製の準備が非常に繊細であることで、わずかな要因が試料調製の失敗につながるため、成功率が非常に低いことです。この手法を視覚的に実演することは、成功率を向上させるのに役立ちます。まず、マイクロキャピラリーの作製から開始します。市販のシリカキャピラリーを入手してください。スペクトル共鳴をより広く分離させたい場合は内径約 25 to 30 micrometers を、あるいは内径約 100 micrometers を選択してください。より狭い間隔で共鳴し、より高いQ値を持つ共振器の場合、外径を大きくすることで、より耐久性が高く操作しやすいマイクロキャビティになります。次に、ダイヤモンドファイバークリーバーを使用して、ロールから約10 centimeterのキャピラリーを切り出します。切り出した1本が1つのサンプルとなります。サンプルを管状炉に入れ、酸素雰囲気下、650 °Cで1時間加熱します。この工程により、着色ポリアミドジャケットが除去され、内部のシリカキャピラリーが露出します。次へ進む前に、サンプルが室温に戻るまで待機してください。流動性酸化物溶液のいずれかにおける水素YLS OXまたはHSQを入手し、量子ドット形成に適した濃度範囲に調整します。これはキャピラリーに応じて試行錯誤が必要になります。半径25〜30 µmの場合、重量比約25%の溶液が適当な目標値となります。準備ステップが完了したら、準備したキャピラリーをHSQおよび流動性酸化物溶液に浸し、コーティングされたキャピラリーを作製します。溶液がチャネル内に吸い上げられる際に、メニスカスが確認できるはずです。メニスカスが上端に達したら、キャピラリーを取り出し、ガラス製のニークリングるつぼに置きます。2種類の異なる濃度のHSQ溶液を用いて、20〜30本のキャピラリーでこの操作を繰り返します。キャピラリーを空気中で充填している間、流動性酸化物溶液は、溶液の酸素および水蒸気への曝露を最小限に抑えるため、可能であればグローブボックス内で冷却保持します。これにより、シリカマトリックス中に量子ドットが形成されます。アニール工程では、室温から300 °Cまで30分かけて昇温するように設定した電気炉にキャピラリーを入れます。その温度で3時間保持した後、45分かけて1100 °Cまで昇温し、その温度で1時間保持します。その後、約12時間かけてキャピラリーを室温まで徐々に冷却させます。この工程により、壁面にシリカマトリックスに埋め込まれた蛍光量子ドットの層がコーティングされたキャピラリーが20〜30本得られます。サンプルの特性評価には、700〜900ナノメートルの波長範囲でイメージングと分光の両方が可能な蛍光顕微鏡を使用してください。候補となるキャピラリーを1列に並べてステージ上に配置し、各キャピラリー間の移動を容易にします。迅速な視覚的分析を行うには、顕微鏡ステージ上の自由空間または対物レンズを通じて直接、各キャピラリーに青色光または紫外線照射を行います。ダイクロイックフィルターを用いて、接眼レンズまたはカラーカメラでキャピラリーの蛍光を観察します。作製が成功していれば、キャピラリーは明るい赤色の蛍光を示します。黄色やオレンジ色の蛍光を示す、あるいは全く蛍光を示さない場合は、作製時のHSQ濃度が低かったことを示しています。これらは、フィルムにひび割れやムラがあるものと共に廃棄してください。量子ドットのスペクトルは、700から900ナノメートルの範囲で強度が強くなるはずです。キャピラリー内壁から得られたスペクトルには、ウィスパリングギャラリーモードの存在による強い振動が見られる必要があります。このモードの証拠が見られないサンプルはすべて廃棄してください。次に、屈折率分析用のサンプルを準備します。適切な接着剤を使用して、候補となるキャピラリーの両端をポリエチレンまたは同様のチューブに接続し、キャピラリーへの流体流入および流出を可能にします。最初のチューブを接着した後、反対側を接着する前に、接着剤が完全に硬化するまで待機してください。チューブの内径は、キャピラリーの外径よりわずかに大きいものである必要があります。接着剤がキャピラリーのチャンネル内に浸入し、閉塞させないよう注意してください。次に、チューブを装着したシリンジをマイクロポンピングシステムに接続します。メタノール、エタノール、水など、屈折率が既知である化合物をポンプで注入する準備をしてください。デバイスの屈折率感度を決定するために、各液体を一つずつキャピラリーに注入します。各液体をキャピラリーに入れた状態でスペクトルを収集してください。光路にアナライザーを配置し、キャピラリー内の各溶液によるウィスパリングギャラリーモードのシフトを測定します。観察可能なシフトが見られない場合は、量子膜が厚すぎるため、そのキャピラリーは廃棄してください。良好なサンプルでは、通常、溶液あたり5から15 nanometersの感度が得られます。屈折率ユニットのデータは、屈折率測定セットアップを用いて収集します。まず、バイオセンシングへの応用に使用するセンサーキャピラリーのリファレンススペクトルを測定します。これは、チャネル表面の機能化を行った後に実施してください。特に低い検出限界を達成するためには、サンプルのドリフトを最小限に抑えるよう注意が必要です。また、波長と強度の補正のために校正標準を用いて分光計の補正を行ってください。最後に、センサーキャピラリーに分析物を導入してスペクトルデータを収集します。原稿に記載されている方法を用いてデータを分析します。この装置は、キャピラリーチャネルに分析物がポンプで注入される際に、連続的にスペクトルを測定するようにプログラムすることが可能です。上図は、メタノール、次に水、そしてエタノールを順にキャピラリーに注入した際に得られた一連のスペクトルです。スペクトルは赤から青に向かって順次取得されました。この図は、各蛍光スペクトルのフーリエパワースペクトルを示しています。第40成分は、主に見られるウィスパリングギャラリーモード振動を表しています。40番目の成分の位相差を波長シフトに変換し、時間の関数としてプロットしました。ここに示す通りです。エラーバーは、60回の測定におけるピークシフトの標準偏差1分を表しています。挿入図は、メタノールからエタノールまでの屈折率範囲における平均感度を示しています。連続的な時系列データの解析により、水とメタノールの間でシフトデータに隆起（バンプ）があることが分かります。これは、純相のどちらよりも屈折率が高い小さな混合領域が存在することと一致しています。習得後、この手法の実施には数時間かかりますが、完了までに数日を要する場合もあります。

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Refractometricセンシング用蛍光コアマイクロキャビティの合成と操作

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