مائع نمونوں کے ٹریس تجزیہ میں لائف سائنسز اور ماحولیاتی نگرانی میں وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز ہیں

مائع نمونوں کے ٹریس تجزیہ میں لائف سائنسز اور ماحولیاتی نگرانی میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔اس کام میں، ہم نے جذب کے انتہائی حساس تعین کے لیے میٹل ویو گائیڈ کیپلیریوں (MCCs) پر مبنی ایک کمپیکٹ اور سستا فوٹو میٹر تیار کیا ہے۔آپٹیکل پاتھ کو بہت زیادہ بڑھایا جا سکتا ہے، اور MWC کی جسمانی لمبائی سے بہت زیادہ، کیونکہ نالیدار ہموار دھاتی سائیڈ والز کے ذریعے بکھری ہوئی روشنی کو کیپلیری کے اندر موجود کیا جا سکتا ہے، قطع نظر کہ وقوع کے زاویے سے۔نئے غیر لکیری آپٹیکل ایمپلیفیکیشن اور تیز نمونہ سوئچنگ اور گلوکوز کا پتہ لگانے کی وجہ سے عام کروموجینک ری ایجنٹس کا استعمال کرتے ہوئے 5.12 nM تک کم ارتکاز حاصل کیا جا سکتا ہے۔

دستیاب کروموجینک ریجنٹس اور سیمی کنڈکٹر آپٹو الیکٹرانک آلات 1,2,3,4,5 کی کثرت کی وجہ سے فوٹوومیٹری کو مائع نمونوں کے ٹریس تجزیہ کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے۔روایتی کیویٹ پر مبنی جذب عزم کے مقابلے میں، مائع ویو گائیڈ (LWC) کیپلیریاں کیپلیری 1,2,3,4,5 کے اندر تحقیقات کو روشنی رکھ کر عکاسی کرتی ہیں (TIR)۔تاہم، مزید بہتری کے بغیر، آپٹیکل پاتھ صرف LWC3.6 کی جسمانی لمبائی کے قریب ہے، اور LWC کی لمبائی 1.0 میٹر سے زیادہ بڑھنے سے روشنی کی مضبوط کشندگی اور بلبلوں وغیرہ کے زیادہ خطرے کا سامنا کرنا پڑے گا۔ آپٹیکل پاتھ میں بہتری کے لیے مجوزہ ملٹی ریفلیکشن سیل میں، پتہ لگانے کی حد صرف 2.5-8.9 کے فیکٹر سے بہتر ہوتی ہے۔

فی الحال LWC کی دو اہم اقسام ہیں، یعنی Teflon AF کیپلیریاں (صرف ~ 1.3 کا ریفریکٹیو انڈیکس ہے، جو پانی سے کم ہے) اور Teflon AF یا دھاتی فلموں کے ساتھ لیپت شدہ سلیکا کیپلیریاں 1,3,4 ہیں۔ڈائی الیکٹرک مواد کے درمیان انٹرفیس پر TIR حاصل کرنے کے لیے، کم اضطراری انڈیکس والے مواد اور زیادہ روشنی کے واقعاتی زاویوں کی ضرورت ہوتی ہے 3,6,10۔Teflon AF کیپلیریوں کے حوالے سے، Teflon AF اپنی غیر محفوظ ساخت 3,11 کی وجہ سے سانس لینے کے قابل ہے اور پانی کے نمونوں میں تھوڑی مقدار میں مادے جذب کر سکتا ہے۔کوارٹز کیپلیریوں کے لیے جو ٹیفلون اے ایف یا دھات کے ساتھ باہر سے لیپت ہیں، کوارٹز کا ریفریکٹیو انڈیکس (1.45) زیادہ تر مائع نمونوں (جیسے پانی کے لیے 1.33) 3,6,12,13 سے زیادہ ہے۔اندر دھاتی فلم کے ساتھ لیپت کیپلیریوں کے لیے، نقل و حمل کی خصوصیات کا مطالعہ کیا گیا ہے 14,15,16,17,18، لیکن کوٹنگ کا عمل پیچیدہ ہے، دھاتی فلم کی سطح ایک کھردری اور غیر محفوظ ساخت ہے 4,19۔

اس کے علاوہ، تجارتی LWCs (AF Teflon Coated Capillaries اور AF Teflon Coated Silica Capillaries, World Precision Instruments, Inc.) کے کچھ اور نقصانات ہیں، جیسے: فالٹس کے لیے۔.TIR3,10، (2) T-connector (کیپلیریوں، ریشوں، اور inlet/outlet tubes کو جوڑنے کے لیے) کا بڑا مردہ حجم ہوا کے بلبلوں کو پھنس سکتا ہے۔

اس کے ساتھ ساتھ شوگر کی تشخیص کے لیے گلوکوز کی سطح کا تعین بہت اہمیت کا حامل ہے، جگر کی سروسس اور دماغی بیماری 20۔اور پتہ لگانے کے بہت سے طریقے جیسے فوٹوومیٹری (بشمول اسپیکٹرو فوٹومیٹری 21، 22، 23، 24، 25 اور کاغذ 26، 27، 28 پر رنگین میٹری)، گیلوانومیٹری 29، 30، 31، فلورومیٹری 32، 33، 34، 35، 35، 35 سطح پلازمون گونج37، Fabry-Perot cavity 38، electrochemistry 39 اور capillary electrophoresis 40,41 وغیرہ۔تاہم، ان میں سے زیادہ تر طریقوں کے لیے مہنگے آلات کی ضرورت ہوتی ہے، اور کئی نانومولر ارتکاز پر گلوکوز کا پتہ لگانا ایک چیلنج بنی ہوئی ہے (مثال کے طور پر، فوٹوومیٹرک پیمائش کے لیے 21، 22، 23، 24، 25، 26، 27، 28، گلوکوز کی سب سے کم حراستی)۔حد صرف 30 nM تھی جب پرشین نیلے نینو پارٹیکلز کو پیرو آکسیڈیز مِمکس کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا)۔نینومولر گلوکوز کے تجزیوں کی ضرورت اکثر مالیکیولر سطح کے سیلولر اسٹڈیز کے لیے ہوتی ہے جیسے کہ انسانی پروسٹیٹ کینسر کی نشوونما کو روکنا42 اور سمندر میں پروکلوروکوکس کے CO2 فکسیشن رویے۔