奈米級電漿感測器可偵測活病毒
- 上線日期：2010/12/17 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國波士頓大學光電中心的研究群最近成功利用電漿奈米孔洞陣列(plasmonic nanohole arrays)製作出第一個生物感測器。此元件是利用所謂的異常光學穿透(EOT, extraordinary optical transmission)的機制，可用來偵測在生物環境中的活病毒。
近幾年爆發了幾波病毒引起的疾病，如H1N1、H5N1及SARS等，讓世人擔憂這類病毒會迅速漫延開，成為繼1918年造成全球約5千萬人死亡的西班牙型流行性感冒之後，又一波全球性的疾病。因此如何發展出一種快速且靈敏的檢測技術，夠直接在生物體內偵測到低濃度的病毒，是未來控制傳染病的關鍵。
電漿子學(plasmonics)是光子學的一個新分枝，主要是探討光和金屬表面電子的交互作用。在適當的共振條件下，會造成金屬表面電子的集體振盪而形成表面電漿子(surface plasmon polariton)。上述感測器是在金薄膜上製作出大小約200~350 nm的孔洞陣列，孔洞間距約500~800 nm。在某個特定的共振波長條件下，奈米孔洞陣列可大幅增加光的穿透率，這種古典孔洞理論無法預測的現象稱為EOT，主要原因來自於表面電漿子共振。
EOT的共振波長取決於電漿感測器周遭介質的介電常數(或折射率)。當病原體附著在感測器表面時，環境折射率增加，造成共振波長的紅位移(，因此可利用量測共振波長的紅移來鑑定病毒是否存在。將電漿感測器表面接上高專一性抗病毒的免疫血紅素，因不同的免疫血紅素可以從生物環境中補獲不同的病毒，因此可以檢測不同種類的病毒。此團隊成功利用這個方法偵測出高致命性的病毒如天花(smallpox)及伊波拉病毒。
與傳統的檢測技術如聚合鏈反應(polymerase chain reaction, PCR)及細胞培養相比，電漿感測器有許多優點：細胞培養是一種很專門但費工的方法，而PCR雖然精準又耐用，但無法偵測新型或變種的病毒。此外，電漿子偵測平台與生理環境如血液相容，且不易受溶液離子強度變化的干擾，因此可以直接應用在生物相關的環境中。該團隊計畫將結合微流製造出可攜式的偵測平台。詳見Nano Lett. | DOI: 10.1021/nl103025u。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/44367
譯者:院繼祖(中央研究院應用科學研究中心)
責任編輯:蔡雅芝
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