近日，深圳技術大學阮雙琛教授與寧存政教授合作，實現了一種作為生物化學反應器的微腔激光制備方法，并將這種顏色可變激光用于生物標記物分子的超靈敏檢測領域。該研究成果以“Ultrasensitive Detection of Biomarkers in a Color-Switchable Microcavity-Reactor Laser”為題在國際知名綜合性期刊《Advanced Science》（Q1, IF:16.806）上發表。分析測試中心工程師李然和博士后宋宗鵬為論文并列第一作者，朱海鷗教授、寧存政教授和阮雙琛教授為論文共同通訊作者。深圳技術大學為第一完成單位。
圖1 聚苯乙烯微球的制備及檢測機理。（a）聚苯乙烯微球制備示意圖；（b）生物分子檢測機理；（c）生物分子檢測前后熒光光譜的變化；（d）聚苯乙烯微球在生物分子檢測前后激光光譜的變化。 這項研究提出了一種基于顏色可變激光的超靈敏檢測方法。使用具有生物相容性的聚苯乙烯回音壁諧振腔，該聚苯乙烯球內預先混合有染料分子，可發射一定波長的激光。當生物標記物分子通過聚苯乙烯球壁多孔結構滲入球體后，生物標記物分子與球體內的染料分子發生化學鍵結合，引起染料分子發射波長幾十甚至上百納米的變化，從而使得生物分子的探測變得肉眼直接可見，變化的熒光波長通過諧振腔的作用實現激光波長的變化，這種腔增強的激射型探測，比普通熒光探測靈敏度大大提升。 與已報導的方法相比，該方法主要優勢特點如下： （1）檢測靈敏度高，可實現單分子生物標記物的定性檢測； （2）檢測成本低，這種大尺度的激光波長變化甚至可通過肉眼識別，而無需昂貴的檢測設備； （3）可集成度高，由于激光波長變化較大且激光線寬很窄，因此結合簡單的窄帶濾光片即可將激光信號作為“開/關”邏輯信號集成到多路檢測生物芯片中用于高效疾病篩查分析； （4）操作簡單易推廣，可推廣用于多種生物標記物的檢測； （5）與生物活體檢測相容。因此該顏色可變激光方法的實現與推廣有利于實現疾病的早期診斷以提高致命疾病的治愈率。 論文鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202202326
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