长春光机所提出一种纳米粒子检测新方法

日期:2019年06月04日 来源: 作者:系统管理员 【打印】 【关闭】

  近日,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室吴一辉课题组在免疫单分子光学无标传感器研究中获得新突破,其光纤耦合光学回音壁谐振腔法诺共振模式劈裂谱调制的实现,为纳米粒子检测提供了新方法。

  外泌体等新型癌症生物标志物的检测和发现,在肿瘤发生、转移、耐药性以及免疫等过程中发挥重要作用,对实现肿瘤早诊、进行肿瘤分期、疗效评估、复发检测及预后判断均有重要意义。基于回音壁模式光学谐振腔无标生物传感技术是近十几年来发展起来的重要检测技术,具有高灵敏度、阵列化、多参量、快速检测的特点,尤其是简并模式劈裂检测方法为高信噪比单粒子检测提供了有效途径。该方法基于回音壁谐振腔中相向传输的简并模式在粒子瑞利散射作用下耦合产生的模式劈裂效应反馈粒子信息,但其检测下限受耦合系统模式劈裂谱的分辨力限制。本课题组在前期光纤耦合回音壁模式光学谐振腔模式耦合效应研究工作基础上,通过法诺共振调制模式劈裂谱从而提高谱分辨力。研究表明,这种方法不仅可以实现任意小尺寸单粒子识别与表征,还可以实现低浓度下粒子检测,同时获得较高的传感器灵敏度和检测下限,并且所提出的回音壁谐振腔传感器结构简单,对于后期生物传感器的实用化具有重要意义。

  相关研究成果以“Fano interference reveals mode splitting”为题,发表于国际光学期刊《Photonics Research》 (SCI, IF=5.242,https://doi.org/10.1364/PRJ.7.000647 )。第一作者为王越、赵宏春博士,通讯作者为吴一辉研究员。该研究工作得到国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、国家自然科学青年基金等项目的支持。

    

  

  1. a)法诺谐振谱与洛伦兹谱对比(b)模式劈裂谱调制实验原理示意图

  

  

  2.单粒子传感信号调制实验理论对照图

  

  

  3. 不同实验条件下多粒子传感信号变化规律

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