近日，深圳技術(shù)大學(xué)阮雙琛教授與寧存政教授合作，實現(xiàn)了一種作為生物化學(xué)反應(yīng)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(biāo)記物分子的超靈敏檢測領(lǐng)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(fā)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(shù)大學(xué)為第一完成單位。

圖1 聚苯乙烯微球的制備及檢測機(jī)理。（a）聚苯乙烯微球制備示意圖；（b）生物分子檢測機(jī)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(nèi)預(yù)先混合有染料分子，可發(fā)射一定波長的激光。當(dāng)生物標(biāo)記物分子通過聚苯乙烯球壁多孔結(jié)構(gòu)滲入球體后，生物標(biāo)記物分子與球體內(nèi)的染料分子發(fā)生化學(xué)鍵結(jié)合，引起染料分子發(fā)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(xiàn)激光波長的變化，這種腔增強(qiáng)的激射型探測，比普通熒光探測靈敏度大大提升。

與已報導(dǎo)的方法相比，該方法主要優(yōu)勢特點如下：

（1）檢測靈敏度高，可實現(xiàn)單分子生物標(biāo)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(shè)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(jié)合簡單的窄帶濾光片即可將激光信號作為“開/關(guān)”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(biāo)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(xiàn)與推廣有利于實現(xiàn)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