组成图示
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传感器类型
其他（WGM微腔生物传感器）
检测对象
病毒（virus，如 MS2、Influenza A、Polio）、蛋白质（protein）；样品基质：水相/水性介质（aqueous media）
检测原理
WGM微腔支持顺时针与逆时针简并赤道模式。周期性Au等离子体表位附着在赤道后形成准一维光子带结构，相邻表位相位差为π。WGM激发Au纳米颗粒的局域表面等离子体，产生热点并增强光捕获力；抗体在热点处特异性结合病毒或蛋白。结合事件改变Au-生物颗粒簇的有效极化率，使简并模式发生分裂。由于相位设计，每个结合事件的波长偏移独立相加，模式分裂幅度随结合颗粒数增加。可调谐激光监测共振分裂/波长偏移，自参考差分读出可抑制共模噪声，实现无标记单颗粒检测。
检测灵敏度
LOD: 0.4 ag（molecular weight equivalent of 240 kDa）；LOD: ~170 ag（Influenza A 裸 WGM 微腔）
效应效果
本文主要为理论提案，未报告 RSD、稳定性、实际样品回收率或 ELISA/HPLC/qPCR 对比。作者强调周期性等离子体表位可扩大抗体结合面积、缩短结合事件间隔，并通过自参考差分抑制共模噪声。选择性由固定在热点上的抗体提供。文中引用单表位 WGM-h 实验给出约 70 倍频率偏移增强和 0.4 ag LOD；理论计算显示 4 个 Au 纳米壳表位可产生 1400 fm 模式分裂，8 个 MS2 病毒结合后附加分裂约 280 fm，而裸 SiO2 微球随机吸附分裂远低于线宽。作者认为该设计可恢复低 Q 微腔损失灵敏度，并支持芯片化多路复用单病毒/单蛋白检测。
传感器的构成
- 基底/换能器：SiO2微球/Si或Si3N4微环/微盘/毛细管WGM微腔，支持赤道WGM并作为光学换能器
- 等离子体修饰层：周期性Au纳米颗粒或Au纳米壳（SiO2核）附着于微腔赤道，形成等离子体表位
- 热点增强层：Au纳米颗粒/纳米壳的局域表面等离子体热点，增强光场与光捕获力
- 识别元件：抗体固定于热点区域，特异性结合目标病毒或蛋白
- 信号读出：可调谐激光器与探测器监测WGM共振波长偏移/模式分裂
中文摘要
本文提出在回音壁模式（WGM）生物传感器的赤道表面附着周期性金纳米颗粒阵列，作为等离子体增强表位（plasmonic epitopes），用于增强水相生物纳米颗粒的无标记检测。周期性金纳米颗粒可激发局域表面等离子体，形成光学热点，提高分析物与固定在热点上的抗体之间的捕获率和相互作用强度。该设计适用于硅、二氧化硅微环/微盘及毛细管等 WGM 谐振器。由于相邻表位间的光学相位差被设计为 π 的整数倍，系统形成准一维光子带结构，使每个结合事件引起的共振波长偏移能够独立相加，从而实现自参考差分测量并抑制共模噪声。作者认为该方案可显著提高单病毒和单蛋白检测的灵敏度与事件统计，为芯片化多路复用 WGM 生物传感器提供基础。
英文摘要
We propose the attachment of a periodic array of gold nanoparticles (epitopes) to the equator of a Whispering Gallery Mode Biosensor for the purpose of plasmonically enhancing nanoparticle sensing in a self-referencing manner while increasing the capture rate of analyte to antibodies attached to these plasmonic epitopes. Our approach can be applied to a variety of whispering gallery mode resonators from silicon/silica rings and disks to capillaries. The interpretation of the signals is particularly simple since the optical phase difference between the epitopes is designed to be an integer multiple of ?, allowing the wavelength shift from each binding event to add independently.