芯片上的一个分析物的化学指纹使用拉曼光谱和荧光|光谱学欧洲和世界半岛综合体育官方APP下载德甲bdapp官方下载安卓版

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Praveen c Ashok^*和联合国开发Dholakia

SUPA、物理学和天文学学院、北泛滥平原、圣安德鲁斯大学、圣安德鲁斯,横笛KY16 9党卫军,苏格兰,英国。电子邮件:(电子邮件保护)

介绍

在上个世纪,光学光谱技术起到了至关重要的作用在扩大我们对化学的理解背后的各种材料。在所有的光谱技术,拉曼光谱具有一个独特的身份由于其特异性,高信息内容和方便抽样。半岛综合体育官方APP下载德甲尽管疲软的现象,探测器技术的发展和高效的光谱仪推动这项技术的广泛应用在过去的二十年。台光谱学是一个流行的拉曼半岛综合体育官方APP下载德甲光谱技术,结合显微镜,用于探测各种材料,包括细胞。¹然而,典型的台系统的足迹和一致性的要求,到目前为止,不切实际的便携式应用。²光纤拉曼探针已成为解决实现可移植性和易于调整,尤其是在拥有先进的技术实现手持便携式光谱仪和激光拉曼光谱。半岛综合体育官方APP下载德甲³尽管有这些进展,fibre-based探针可能不是最好的选择来记录从少量的拉曼光谱分析物。解决方案可以在芯片实验室(LoC)技术,旨在调查和描述少量的样品订单micro-litres或nano-litres。^4,5,6

Optofluidics指光学技术与LoC技术的结合。LoC技术与拉曼光谱的婚姻导致了我们最近的工作在发展中一个optofluidic波导半岛综合体育官方APP下载德甲在拉曼光谱技术(WCRS)。这是一个完全光学alignment-free微流控芯片中分析物的拉曼光谱和荧光签名(毫升)的体积可以被记录下来。⁷WCRS架构是实现微流控芯片在嵌入式光纤,我们以这样一种方式,最大拉曼散射光子收集效率是保证而丢弃的大部分多余的背景信号的衬底微流控芯片和光纤。WCRS微流控芯片可能被视为一个optofluidic模拟光纤拉曼探针。使用soft-lithography-based制造和使用标准光纤使这个设备至少两个数量级低于商用光纤拉曼探针。

这个WCRS设备被用于各种各样的应用程序,并结合其他微流控功能。WCRS设备用于各种应用程序,从bio-analyte检测的详细分析单一麦芽苏格兰威士忌。⁸对于后一种应用程序,相关的食品和饮料行业,一个20µL威士忌样本使用拉曼光谱和荧光光谱信息可以获得。从这些签名样本的酒精浓度预测准确率1%,加上额外的信息分类示例基于其固有的芳香特性。这种分析可以提供识别假冒样品的关键一步。本文简要描述了optofluidic范围的设备可以使用WCRS技术来实现。

WCRS设备架构

WCRS是一个简单但强大的optofluidic架构的嵌入式光波导实现高效的拉曼光子的激发光束和收集在一个完全alignment-free方式。WCRS架构意识到在聚二甲基硅氧烷(PDMS)芯片使用soft-lithography捏造。两个光纤嵌入在一个不漏的方式与一个预定义的芯片纤维插入通道在芯片内。一个光纤拉曼激发光束传递到芯片和其他纤维收集拉曼和荧光信号的样本。调整两个纤维在正交几何最小化来自激发的荧光背景纤维,如图1所示。

Figure 1. (a) Schematic of the PDMS microfluidic chip in which WCRS was implemented. (b) Schematic diagram of the WCRS signal collection region where confined collection of a Raman signal was achieved. (c) Top view of the Raman signal collection region in the PDMS microfluidic chip. (Reference 7; reproduced by permission of the Royal Society of Chemistry).

WCRS chip-an optofluidic模拟光纤拉曼探针

与嵌入式光纤,这个设备是完全alignment-free,可以视为一个简单的“即插即用”设备台式或便携式拉曼光谱系统fibre-coupled激光和分光计。相比,光纤拉曼探针,适合收集拉曼信号从散装或相对大量的样本,WCRS设备进行拉曼光谱是一种理想的选择在一个非常低的分析物的体积。半岛综合体育官方APP下载德甲

分析物在WCRS芯片检测

这个设备是执行的主要应用拉曼光谱在分析物。半岛综合体育官方APP下载德甲随着拉曼光谱信息,记录光谱还包含从样品荧光信息,这可能是有利的⁸或不便,⁹根据感兴趣的样品。我们表明,尿素在水中可以检测到相关生理浓度与这个设备合理的激励力量和相对较低的收购。^4,7拉曼光谱测量各种有机化合物也使用这个设备执行。⁷执行的信息记录与设备是通用的拉曼spectroscopy-based分析物的化学计量学在非常小的体积。半岛综合体育官方APP下载德甲

分析单一麦芽苏格兰威士忌

如前所述,WCRS设备被用来分析单一麦芽苏格兰威士忌⁸参见图2。获得的光谱显示拉曼乐队在乙醇和宽的荧光背景。使用偏最小二乘(PLS)方法,样品的酒精浓度是预测。进一步,利用主成分分析的多元统计分析方法(PCA)的聚类,广泛的荧光背景和芳香特性之间的相关性的苏格兰威士忌了,允许一个清晰的描述威士忌类型。

Figure 2. Spectroscopic analysis of whisky using the WCRS device.

WCRS设备范围

除了一个分析物检测装置,WCRS设备也可以结合其他微流控功能。已经证明可以使用WCRS监控micro-reaction和探针微。⁷因此,WCRS-based设备可能有各种各样的应用程序从低量的化学指纹分析物的在线过程监控。完全alignment-free性质使non-optics专家使用这个设备。

这个设备的另一个关键特性是它的制造成本。因为芯片可以通过soft-lithography捏造或注塑和不需要任何毫米大小的过滤器的探针,设备的成本可以至少两个数量级低于一个商用光纤拉曼探针。自光信号通过光纤传递和收集,用适当的不透光的屏蔽芯片,甚至可以用设备测量分析物的拉曼光谱在光天化日之下。这将使它更适合用于各种领域的应用。

结论

“芯片实验室”技术使充分利用小样本分析的范围。optofluidic装置中光学技术与微流体相结合,重要的是要确保一个更小的足迹和alignment-free性质使它吸引人的领域应用。WCRS就是这样一个例子,满足这些标准,低成本的优势对于捏造这optofluidic芯片。这些设备可以应用在各个领域,如现场即时诊断、环境遥感、食品和饮料传感和在线过程监控。

引用

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