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：450
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+-
近日，工信部公布全國首批241個工業和信息化部重點培育中試平臺名單，包括原材料工業、消費品工業、裝備制造等6大領域，中國科學院深圳...2025-07-02 15:22:01
-
近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(趙鄭拓研究組及李雪研究組)攜手復旦大學附屬華山醫院(吳勁松/路俊鋒團隊)，并與相關企...2025-07-02 14:58:54
-
國家數據局聯合開展2025年度智能工廠梯度培育行動，分基礎級、先進級、卓越級和領航級智能工廠四個層級進行培育。2025-07-02 14:23:09
-
《國家科學技術獎勵條例實施細則》是為了做好國家科學技術獎勵工作，保證國家科學技術獎質量，根據《國家科學技術獎勵條例》制定的細則。近...2025-07-02 11:28:27
-
預算225萬元 哈爾濱市動物疫病預防控制中心采購一批檢測設備
黑龍江省哈爾濱市陸生動物疫病病原學監測區域中心建設項目的預算為225萬元，項目編號為[230101]HC[GK]20250017。2025-07-02 10:19:16
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。
