新型光子晶体方法可实现灵敏且经济实惠的生物标志物检测

生物标记物是研究人员感兴趣的小分子，因为它们可以指示潜在疾病，通常甚至在症状出现之前。然而，检测这些标记物可能具有挑战性，因为它们通常含量极低，尤其是在疾病的早期阶段。传统的检测方法虽然有效，但通常需要棱镜、金属膜或光学物镜等昂贵的组件。

在最近发表的一篇论文中 应用物理快报伊利诺伊大学香槟分校的研究人员发现了一种检测低浓度 生物标志物 这为使用简单、灵敏度高、价格低廉的生物检测技术铺平了道路。

“这项技术的目标是早期诊断，能够在很早的时候检测出与疾病相关的非常低浓度的分子，有时是百万分之几的分子，”Brian Cunningham 实验室的博士后研究员、这项研究的第一作者 Seemesh Bhaskar 说。“例如，寻找非常小浓度的微 RNA、循环肿瘤 DNA 和外泌体，可以帮助确定患者是否会在一两年后患上癌症。”

早期检测生物标志物对于有效预测和管理疾病至关重要。测量生物标志物的存在和浓度的方法有很多，但一种常见的方法是将它们与一种称为荧光团的荧光分子结合，荧光团在受到光激发时会发出荧光。

Bhaskar 指出，虽然目前已经有技术能够检测这些低浓度的荧光生物标志物，但它们通常体积庞大、价格昂贵，限制了它们在医疗保健领域的普及，特别是在资源有限的地区。

Bhaskar 将此比作晶体内光能的有节奏的舞蹈，其中光被放大，同时具有光子晶体的特性。晶体的一个特性称为偏振选择，它均衡了光的偏振，使荧光检测更清晰、更准确。总之，这可以产生 100 倍强的输出。

“对我来说，这是研究光本身属性的全新方式，”Bhaskar 说道。“光子在穿过光子晶体时会适应、改变和演化。光会获得新的特性，但不会失去其本质。这证明了光的适应性和变革能力。”

这一新现象的发现为未来能够检测的检测平台奠定了基础 分子 在皮摩尔水平上不依赖昂贵的组件，使生物检测技术更加灵敏、更容易获得、更实惠。