SpectIR-fluidics:完全可定制的微流体子,用于高灵敏度的芯片内红外光谱学,并对细菌生物膜进行应用点研究
Nan Jia1, Arthur Daignault-Bouchard2, Tianyang Deng1
1Département de chimie, Faculté des sciences et de génie, Université Laval, Québec, QC G1V 0A6, Canada. Jesse.Greener@chm.ulaval.ca.
Lab on a chip
|July 5, 2023
概括
我们开发了spectIR-fluidics,这是一种新的方法,将微流体与富里埃变换红外光谱学 (FTIR) 结合起来,用于敏感的化学分析. 这项技术可以为各种应用提供高性能芯片上的减弱总反射 (ATR) 采样.
科学领域:
- 分析化学 分析化学
- 微流体学 微流体学
- 频谱学是一种光谱学.
背景情况:
- 传统的减弱总反射 (ATR) 采样通常需要庞大的设备和复杂的样品准备.
- 将微流体设备与芯片上的ATR采样集成在制造和光学对齐方面存在挑战.
- 福里埃变换红外光谱 (FTIR) 提供了强大的化学识别能力,但需要高效的样本接口.
研究的目的:
- 为分析设备提供一种可通用的制造方法,将微流体与芯片上ATR采样相结合,用于FTIR光谱学.
- 开发一种新的微流体设备设计,称为"spectIR-fluidics",可以克服ATR集成的先前限制.
- 为了证明spectIR-fluidics用于化学分析的高灵敏度和多功能性.
主要方法:
- 微流体装置的制造,采用嵌入式多槽ATR晶体作为专门的传感元件.
- 工程ATR传感层的设计和对齐粘合,具有集成的光学接入.
- 在芯片上的ATR晶体和标准FTIR光谱仪之间的光合的优化.
主要成果:
- 对于D-葡萄糖溶液,已达到低至540nM的检测极限.
- 证明了将任意复杂和完全封闭的微流体通道特征集成的能力.
- 启用了多达18个世界到芯片连接,用于多功能样本引入和操纵.
- 验证了 spectIR-fluidic 系统,使用了三个专门制造的弹药盒,并将其应用于分析肠道微生物群生物膜.
结论:
- SpectIR-fluidics为创建高灵敏度,集成微流体ATR-FTIR分析设备提供了一个可通用的方法.
- 作为专用分析元件的ATR晶体重定位的作用提高了性能,并简化了设备设计.
- 这项技术促进了先进的化学分析,包括现场研究复杂的生物样本,如肠道微生物群生物膜,甚至使用便携式光谱仪.
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