近日，深圳技術大學阮雙琛教授與(yu) 寧存政教授合作，實現了一種作為(wei) 生物化學反應器的微腔激光製備方法，並將這種顏色可變激光用於(yu) 生物標記物分子的超靈敏檢測領域。該研究成果以“Ultrasensitive Detection of Biomarkers in a Color-Switchable Microcavity-Reactor Laser”為(wei) 題在國際知名綜合性期刊《Advanced Science》（Q1, IF:16.806）上發表。分析測試中心工程師李然和博士後宋宗鵬為(wei) 論文並列第一作者，朱海鷗教授、寧存政教授和阮雙琛教授為(wei) 論文共同通訊作者。深圳技術大學為(wei) 第一完成單位。

圖1 聚苯乙烯微球的製備及檢測機理。（a）聚苯乙烯微球製備示意圖；（b）生物分子檢測機理；（c）生物分子檢測前後熒光光譜的變化；（d）聚苯乙烯微球在生物分子檢測前後激光光譜的變化。

這項研究提出了一種基於(yu) 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(nei) 預先混合有染料分子，可發射一定波長的激光。當生物標記物分子通過聚苯乙烯球壁多孔結構滲入球體(ti) 後，生物標記物分子與(yu) 球體(ti) 內(nei) 的染料分子發生化學鍵結合，引起染料分子發射波長幾十甚至上百納米的變化，從(cong) 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激光波長的變化，這種腔增強的激射型探測，比普通熒光探測靈敏度大大提升。

與(yu) 已報導的方法相比，該方法主要優(you) 勢特點如下：

（1）檢測靈敏度高，可實現單分子生物標記物的定性檢測；

（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備；

（3）可集成度高，由於(yu) 激光波長變化較大且激光線寬很窄，因此結合簡單的窄帶濾光片即可將激光信號作為(wei) “開/關(guan) ”邏輯信號集成到多路檢測生物芯片中用於(yu) 高效疾病篩查分析；

（4）操作簡單易推廣，可推廣用於(yu) 多種生物標記物的檢測；

（5）與(yu) 生物活體(ti) 檢測相容。因此該顏色可變激光方法的實現與(yu) 推廣有利於(yu) 實現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