生醫檢測利器─超靈敏電漿子感測器
- 上線日期：2010/10/22 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
檢測大量蛋白質並確定其作用有助於複雜疾病(如癌症、阿茲海默症)的早期診斷與治療，然而對於目前的檢測技術而言，這些都是挑戰，其中又以免標籤、超靈敏、即時且高產能的晶片生物感測系統的需求最為急迫。
科學家結合精巧靈敏的生物感測器與微流體，試圖透過自動化提高產能。不過，表面奈米感測器在微流體中的表現嚴重受限於分析物透過擴散抵達感測表面的效率，而非感測器本身的偵測能力，導致低濃度下的檢測時間會長達幾天，甚至數週。
為了克服這一點，波士頓大學的Hatice Altug等人製作了整合光子學與微流體學的生物感測系統，將分析物有效送至元件表面，大大縮短了感測時間。關鍵在於他們使用了一個懸浮奈米孔陣列，奈米孔對於特定頻率的光有特殊的穿透效應，除了可做為感測之用，而且還能讓流體通過。該團隊的裝置在頂部與底部兩側均設置多個出口，以控制流體在三維空間的流動，因此能更有效地將分析物傳遞至偵測表面。
該團隊的模擬顯示，傳統微流的傳輸效率只有0.3%，而加上懸浮奈米孔陣列的設計卻可使傳輸效率到達100%。他們也進行時間相關的光譜測量，結果發現相較於傳統方法，此新設計能在較短的時間內產生更大的共振偏移。
此團隊最近還利用電漿子奈米天線(plasmonic nanoantennas)展示一種超靈敏紅外吸收光譜法。紅外光譜與分子結振動能階直接相關，是研究蛋白質的重要工具，卻因Beer - Lambert定律無法達成單一分子或是單層結構之偵測靈敏度。此團隊利用奈米棒組成奈米天線，透過電漿子激發來操控電磁輻射，使蛋白質的骨幹訊號增強高達十萬倍，靈敏度可達zeptomole(10-21 mole)。由於其他生物分子也適用，此方法可望成為通用的生物分析與鑑識工具。詳見SPIE Newsroom. DOI: 10.1117/2.1201008.003128。
譯者:林佳賢、鄭群達(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
- 相關附件: