형광 코어 microcavity 센서는 실리카 microcapillaries의 채널에 높은 지수 양자 점 코팅을 채용하고 있습니다. 모세관 채널 원인으로 펌프 유체의 굴절률의 변화는 채널 매체를 분석하는 데 사용할 수있는 microcavity의 형광 스펙트럼에 주던 사람이야.
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이 논문에서
요약
초록
본 논문은 마이크로 유체 분석 설정에서 작동 할 수 형광 핵심 microcavity 기반의 센서에 대해 설명합니다. 이러한 구조는 종래의 microcapillary의 채널 표면에 형광 양자 점 (QD) 코팅의 형성을 기반으로합니다. 실리콘 QDs는 기인들이 무시할 독성에 일부 legislatively 많은 나라에서 물질을 제어 II-VI 및 II-VI 화합물 QDs에 비해,이 응용 프로그램에 특히 매력적입니다. 앙상블 방출 스펙트럼은 모세 혈관 기능을 영화 안에 갇혀 빛의 전자기 resonances에 해당하는 형광 스펙트럼에 날카로운 좁은 봉우리의 집합의 채널 벽에시-QD 필름 광범위하고 특색에 있습니다. 이러한 resonances의 피크 파장은 따라서 QDs는 analyte과 물리적 접촉 오지있는 refractometric 센서로 작동 할 수있는 장치를 허용, 외부 매체에 민감합니다. 실험형광 코어 microcapillaries의 제조와 관련된 방법은뿐만 아니라 분석 방법 등, 상세하게 설명되어 있습니다. 마지막으로, 비교 마이크로 감지 기능 측면에서, 이러한 구조와 더 많은 조사 액체 코어 광학 링 resonators 사이에 이루어집니다.
서론
오직 작은 샘플 볼륨을 필요로 휴대용 또는 현장 실행할 장치에 통합 될 수 화학 감지 시스템은 새로운 기술의 다양한 발전으로 이어질 수 있습니다. 이러한 기술은 질병과 병원균, 1 환경 오염 물질, 2, 식품 안전을 위해 필드 진단을 포함 할 수 있습니다. 3 여러 기술을 적극적으로 가장 진보 간의 표면 plasmon의 resonances (SPR)의 물리학에 기반 장치, 마이크로 화학 센서에 대한 탐구되고있다. 네이 센서는 현재 많은 특정 분자를 검출 할 수 있으며, 상업적 성공을 달성 한, 주로 큰 규모의 실험실 장비하더라도 5.
최근 몇 년 동안, 광학 microcavities은 SPR 기반 시스템과 경쟁 할 증가하고 있습니다. Microcavities는 아마 증명 한 바이러스에게 6 감지 할 수있는 능력 및 단일 분자로, 놀랍 민감한 될 수 있습니다 7 백업 (후자는 그러나 대량 검출 한계 작은 9아르 것을 의심의 여지가 없습니다, 8 일부 논쟁의 대상이 남아있다). microcavities에서 감지 메커니즘은 공명의 전기장 프로필 내의 analyte의 존재에 의한 광학....
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프로토콜
1. 재료 준비
- Microcapillaries는 방송 업체로부터 실리카 모세관을 가져옵니다. 우리는 Polymicro 기술로부터 모세 혈관을 구입할 수 있습니다. 더 많은 분리 된 스펙트럼 resonances에 대한 (즉, 더 큰 자유 스펙트럼 범위) 또는 더 높은 품질의 요소와 밀접하게 이격 된 resonances을 위해 더 큰 내부 직경 (~ 100 μm) - 작은 내부 직경 (30 μm ~ 25)를 선택합니다. 대형 외부 직경은 FCMs은 내구성이며, 쉽게 넘어 보장합니다.
- 모세 혈관 먼저 제거해야합니다 색 폴리이 미드 자켓,이 마련되어 있습니다. 다이아몬드 섬유 식칼을 사용하여 롤에서 모세의 약 10 cm 조각을 잘라 버릴거야. 각 태그는 하나의 샘플을 의미합니다. 코팅을 구울 수 산소에서 1 시간 650 ° C에서 튜브 용광로에서 이러한을 가열. 이 과정은 실리카는 내부 모세관 노출 자켓 소재를 제거합니다. 실내 온도에 냉각 한 후 capillari에게 제거난방 배에서 에스.
- 수소 실 세스 퀴 옥산 솔루션 수소 실 세스 퀴 옥산 (HSQ)은 새장과 같은 구조로 H 12시 8 O 12 분자로 구성 ....
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결과
모세관 제조 과정에서 작은 편차는 표본의 성공률을 크게 변화 될 수 있습니다. 그림 5 (광고)에서, 우리는 실패 모세 혈관의 대표적인 사례뿐만 아니라 성공적인 광고를 게재합니다. 일반적으로 성공적인 샘플의 시각적 표시는 모세관 벽에서 높은 강도와 특색 인테리어와 함께 붉은 색 형광입니다. 형광 스펙트럼은 명확하게 성공과 실패 (그림 5E 호야)의 차이를 나타냅니다. 좋은 예제는 스펙트럼에서 잘 정의 (가시성 ≈ 0.5) WGM의 진동을 표시해야합니다.
analytes는 모세관 채널 (그림 6A)에 양수하기 때문에 설치가 계속 스펙트럼을하도록 프로그래밍 할 수 있습니다. 기술을 사용하면 위의 설명에 따라 데이터 분석은 여러 analytes는 모세 혈관에 주입하기 때문에 이동해야합니다 모든 WGM 스펙트럼에 배치 작업으로 수행 할 수 있습니다.여기, 우리는 물, 메탄올 등의 연속 시계.......
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토론
형광 코어 microcavities은 refractometric 센서로 사용할 수 있습니다. 마이크로 센서, microtubes에 비해 22 활동할 수 "올리고"microtubes의 절연 예제가 있지만 그들은 쉽게 분석 처리 및 인터페이스에 대한 간단한되므로, 모세 혈관은 마이크로 유체 설정에 통합하고 상당한 실질적인 장점이 쉽게 될 것입니다 설정. 기존의 푸리에 분석 방법을 사용하여 분광 시스템의 피치보다 작은 크기의 최소 주문 아르 파장 변화가 감지 할 수 있습니다. 이 방법은 또한 sensorgram 형 측정 시스템에 통합 할 수 있습니다.
이 FCMs는 주로 액체 코어 광학 링 resonators (LCORRs)와 경쟁합니다. 23,24,25 LCORRS은 가열 및 당겨, 내부 모세관 표면, 또는 난방 및 인플레이션을 분해하는 채널로 HF를 펌핑하여 얇게 한 유리 모세 혈관 아르 가압 가스.으로 모세관 채널로 확.......
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공개 사항
우리는 공개 할 아무 것도 없습니다.
감사의 글
이 연구는 NSERC, 캐나다의 지원을받는되었다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 재료 표 | 회사 | # 카탈로그를 | 코멘트 |
| 실리카 microcapillaries | |||
| 유연한 microbore 관 | 폴리에틸렌, tygon 등 | ||
| 점착성의 | 마스코트, 놀 랜드 NOA | ||
| HSQ는 MIBK에 용해 | 예., 여우-15 | ||
| 메탄올 | |||
| 에탄올 | |||
| 증류수 |
사용 재료의 표 1. 목록입니다.
참고문헌
- Mairhofer, J., Roppert, K., Ertl, P. Microfluidic Systems for Pathogen Sensing. A Review. Sensors. 9, 4804-4823 (2009).
- Jokerst, J. J., Emory, J. M., Henry, C. S. Advances in microfluidics for environmental analysis. Analyst. 137, 24-34 (2012).
- Neethirajan, N., Kobayashi, K., et a....
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재인쇄 및 허가
