化工儀器網手機版
移動端訪問更便捷
首個自發光生物傳感器問世
2025年07月02日 11:11:28
來源：化工儀器網 點擊量：1845
近日，瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）科學家利用量子效應原理，首次開發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在醫療診斷和環境監測中的應用掃清了一大障礙。
光學生物傳感器通常依賴光波作為探針來檢測生物分子，在精準醫療、個性化診療以及環境監測中發揮著關鍵作用。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造納米光子結構，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備來提供探測光源，限制了其在便攜式檢測設備和現場快速診斷中的應用。
近日，瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)科學家利用量子效應原理，首次開發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在醫療診斷和環境監測中的應用掃清了一大障礙。
EPFL科學家提出了一種創新解決方案：利用量子現象——非彈性電子隧穿，實現了無需外部光源的生物檢測。這一量子效應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。雖然這種過程發生的概率非常低，但科學家設計了一種特殊的納米結構，極大地提升了光發射的可能性。
具體而言，該結構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被稱為“等離激元”的集體電子振蕩，進而產生光子。這些光子的強度和光譜特性會隨著周圍環境中是否存在特定生物分子而變化，從而實現對目標分子的檢測。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構，也為其在資源有限地區或需要便攜設備的應用中開辟了新的可能，如家庭健康監測、偏遠地區疾病篩查和環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，有望推動新一代微型化、高性能生物檢測設備的發展。相關研究發表在最新一期《自然·光子學》雜志上。
相關閱讀 Related Reading
查看更多+-
高效液相質譜聯用儀(三重四級桿)的預算為395萬元，項目編號為[230001]SC[GK]20250046-1。2025-07-04 18:34:22
-
據悉，一個由國家納米科學中心等單位的科研人員組成的團隊，成功研發出一種基于碳納米管的新型超快電子源，其發出的電子束能量異常集中且時...2025-07-04 15:59:58
-
近日，中國實驗室自動化領域企業蘇州中析生物信息有限公司宣布完成近億元A輪融資。本輪融資由中信建投資本領投，啟明創投持續投資。2025-07-04 14:53:06
-
中國醫科大學附屬第一醫院高通量測序儀(渾南院區細胞與基因治療中心)采購項目的預算為210萬，項目編號為JH25-210000-00...2025-07-04 11:39:46
-
此次復制推廣的77條試點措施，涵蓋服務貿易、貨物貿易、數字貿易、知識產權保護、政府采購改革、“邊境后”管理制度改革、風險防控等7個...2025-07-04 11:13:16
-
國家自然科學基金委員會現將國家自然科學基金委員會作為主責單位的國家重點研發計劃重點專項2025年度項目申報指南予以公布。2025-07-04 10:21:04
版權與免責聲明
- ①凡本網注明“來源：化工儀器網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-化工儀器網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：化工儀器網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
- ②本網轉載并注明自其他來源（非化工儀器網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- ③如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。
