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图. (A) 光纤表面修饰纳米金三角片/黑磷复合体系过程示意图; (B) 传感器在1 aM浓度的ErbB2溶液中的单分子响应（一个ErbB2分子引起传感器输出波长的一个台阶变化）; (C-D) 传感器捕获乳腺癌细胞MCF-7并通过光热作用将其杀死的光学显微镜照片
在国家自然科学基金项目（项目编号：U1701268, 61805106）等资助下，暨南大学关柏鸥教授团队在光纤单分子检测及光热疗法研究方面取得新进展。研究成果以“Single-molecule Detection of Biomarker and Localized Cellular Photothermal Therapy Using an Optical Microfiber with Nanointerface”（利用具有纳米界面的光学微纤维实现生物标志物单分子检测和局部细胞光热疗法）为题，于2019年12月20日在线发表在Science Advances（《科学进展》）上。论文链接：https://advances.sciencemag.org/content/5/12/eaax4659。
疾病的生物标志物检测能够为疾病的早期发现与判定提供依据。光纤传感器具有尺寸小巧、可挠曲、不受电磁干扰、适于介入式检测、成本低廉等优点，在生物标志物检测方面有独特优势。然而在疾病早期，生物标志物含量很低。能否将含量极低的标志物检测出来，很大程度上取决于检测仪器的灵敏度水平。如何增强响应灵敏度，是当前光纤生物传感器技术面临的一个难点问题。
针对上述难题，研究团队采用界面构筑技术提升光纤生物传感器的灵敏度，通过在光纤表面修饰纳米金三角片/黑磷复合体系，利用局域表面等离子体共振效应增强光纤倏逝场与待测样品之间的相互作用，实现了乳腺癌标志物ErbB2的单分子检测（图）。该传感器具有良好的特异性，只对ErbB2目标分子响应。在实现单分子检测的基础上，光纤表面纳米金三角片/黑磷复合体系的光热效应还能够杀死癌细胞。研究团队采用结构简单、制作容易、成本低廉的锥形微光纤作为传感元件，并将局域表面等离子体共振波长调节到了1550nm波段，利用光通信行业广泛采用的通用器件构建传感系统，可有效降低系统成本。该技术不依赖于光学结构，对长周期光纤光栅、D型光纤、微纳光纤等光纤元件具有普适性。
研究工作为光纤单分子检测及细胞水平的诊疗一体化开辟了一种可能的途径。