化工儀器網(wǎng)首頁>資訊中心>項目成果>正文

首個自發(fā)光生物傳感器問世
2025年07月02日 11:11:28 來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：500

近日，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院（EPFL）科學家利用量子效應(yīng)原理，首次開發(fā)出一種無需外部光源的新型生物傳感器，為光學生物傳感技術(shù)在醫(yī)療診斷和環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用掃清了一大障礙。

　　光學生物傳感器通常依賴光波作為探針來檢測生物分子，在精準醫(yī)療、個性化診療以及環(huán)境監(jiān)測中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。如果能將光波聚焦到納米尺度——例如小到足以探測蛋白質(zhì)或氨基酸，那么這類傳感器的靈敏度將大幅提升。
 
　　目前，科學家通過在芯片表面構(gòu)造納米光子結(jié)構(gòu)，可以將光“壓縮”至極小空間，從而增強檢測能力。然而，這種納米光子傳感器需要復雜的外部光學設(shè)備來提供探測光源，限制了其在便攜式檢測設(shè)備和現(xiàn)場快速診斷中的應(yīng)用。
 
　　近日，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)科學家利用量子效應(yīng)原理，首次開發(fā)出一種無需外部光源的新型生物傳感器，為光學生物傳感技術(shù)在醫(yī)療診斷和環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用掃清了一大障礙。
 
　　EPFL科學家提出了一種創(chuàng)新解決方案：利用量子現(xiàn)象——非彈性電子隧穿，實現(xiàn)了無需外部光源的生物檢測。這一量子效應(yīng)指的是電子像波動一樣穿過一個極薄的絕緣層，并在此過程中釋放光子。雖然這種過程發(fā)生的概率非常低，但科學家設(shè)計了一種特殊的納米結(jié)構(gòu)，極大地提升了光發(fā)射的可能性。
 
　　具體而言，該結(jié)構(gòu)由一層極薄的氧化鋁絕緣層和超薄金層組成。當電子在外加電壓的作用下穿過氧化鋁屏障到達金層時，它們的部分能量會激發(fā)被稱為“等離激元”的集體電子振蕩，進而產(chǎn)生光子。這些光子的強度和光譜特性會隨著周圍環(huán)境中是否存在特定生物分子而變化，從而實現(xiàn)對目標分子的檢測。這種檢測高度靈敏、實時且無需標記。
 
　　這項突破性成果不僅簡化了光學生物傳感器的結(jié)構(gòu)，也為其在資源有限地區(qū)或需要便攜設(shè)備的應(yīng)用中開辟了新的可能，如家庭健康監(jiān)測、偏遠地區(qū)疾病篩查和環(huán)境污染物快速識別等。未來，這種基于量子物理機制的無光源生物傳感技術(shù)，有望推動新一代微型化、高性能生物檢測設(shè)備的發(fā)展。相關(guān)研究發(fā)表在最新一期《自然·光子學》雜志上。
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 深圳先進院三個平臺入選工信部首批重點培育中試平臺名單

    近日，工信部公布全國首批241個工業(yè)和信息化部重點培育中試平臺名單，包括原材料工業(yè)、消費品工業(yè)、裝備制造等6大領(lǐng)域，中國科學院深圳...
    2025-07-02 15:22:01

  • 我國侵入式腦機接口技術(shù)再迎突破 現(xiàn)已正式進入臨床試驗階段

    近日，中國科學院腦科學與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心(趙鄭拓研究組及李雪研究組)攜手復旦大學附屬華山醫(yī)院(吳勁松/路俊鋒團隊)，并與相關(guān)企...
    2025-07-02 14:58:54

  • 六部門關(guān)于開展2025年度智能工廠梯度培育行動的通知

    國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合開展2025年度智能工廠梯度培育行動，分基礎(chǔ)級、先進級、卓越級和領(lǐng)航級智能工廠四個層級進行培育。
    2025-07-02 14:23:09

  • 科技部發(fā)布新修訂《國家科學技術(shù)獎勵條例實施細則》

    《國家科學技術(shù)獎勵條例實施細則》是為了做好國家科學技術(shù)獎勵工作，保證國家科學技術(shù)獎質(zhì)量，根據(jù)《國家科學技術(shù)獎勵條例》制定的細則。近...
    2025-07-02 11:28:27

  • 預算225萬元 哈爾濱市動物疫病預防控制中心采購一批檢測設(shè)備

    黑龍江省哈爾濱市陸生動物疫病病原學監(jiān)測區(qū)域中心建設(shè)項目的預算為225萬元，項目編號為[230101]HC[GK]20250017。
    2025-07-02 10:19:16

版權(quán)與免責聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權(quán)等法律責任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。