近年来，单分子技术因能在超越衍射极限尺度上精确研究分子而快速发展。光电等离子体回音壁模式（optoplasmonic whispering gallery mode, WGM）传感结合局域表面等离子体共振（LSPR）与 WGM 传感原理，具有无标记单分子表征能力，甚至可检测单离子。然而，现有光电等离子体 WGM 传感通常工作于多路复...
心脏肌弹蛋白I（cTnI）具有心肌特异性，其检测被广泛用于急性心肌梗死（AMI）诊断，临床推荐截断值通常低于0.1 ng/mL。本文报道一种基于封装薄壁微泡谐振器的无标记生物传感器，利用回音壁模式（WGM）实现cTnI的特异性检测。微泡由熔融石英毛细管制成，薄壁结构可增强光场与内腔分析物的相互作用；低折射率紫外胶封装微泡与光纤锥耦合...
本文是一篇关于等离激元与混合回音壁模式（WGM）生物传感器的文献综述。等离激元描述电磁场与金属纳米结构之间的相互作用，基于等离激元的传感器已用于癌症检测、生物芯片和生物传感，并有望发展为可植入的即时检测设备。许多现有器件基于表面等离子共振（SPR）和局域表面等离子共振（LSPR），但其数学背景对研究者可能较为复杂。本文旨在简化SPR...
蛋白质检测对医学研究和疾病诊断具有重要意义。本文报道了一种基于液晶放大光流谐振器的超灵敏生物传感器，用于低浓度蛋白质分子的检测。该设计利用固定在微腔内表面的蛋白质分子削弱取向层的垂直锚定力，从而扰动液晶取向。作者构建了基于回音壁模式（WGM）的液晶放大光流谐振器传感平台，以光谱波长漂移作为传感参数。微泡结构为液晶提供了高Q因子、稳定...
血液中抗体的出现是判断感染的关键信号，快速、准确地检测抗体对疾病诊断尤其疫情监测具有重要意义。为此，作者设计并制备了一种高灵敏度的回音壁模式（WGM）无标记光学检测试剂盒，用于检测特异性免疫球蛋白抗体。该试剂盒的核心组件是修饰有SARS-CoV-2核衣壳蛋白（N蛋白）的二氧化硅自组装微球。当N蛋白特异性抗体免疫球蛋白G（N-IgG）...
过去数十年，疾病诊断、药物研发与环境健康安全对生物传感器技术的需求快速增长。光学谐振器生物传感器凭借强光限制与共振特性，可实现生物分析物的高灵敏、快速、无标记检测；微流控与微纳加工进步又使其能够小型化，并在小体积样品中同时检测多种分析物。因此，该类传感器不仅适用于常规医学诊断，也被视为有前景的即时检测平台。本综述系统回顾近五年无标记...
本研究提出基于回音壁模式（WGM）的液晶（LC）微纤维生物传感器，用于定量、灵敏监测脂肪酶浓度。以4-氰基-4'-戊基联苯（5CB）液晶微纤维掺杂甘油三油酸酯（GT），同时作为光学微腔和传感元件。脂肪酶催化GT水解，在液晶/水界面生成油酸，去质子化油酸自组装形成表面活性剂单层，使5CB分子由平面取向转变为垂直取向。该结构变化可被WG...
回音壁模式（WGM）微谐振器因高Q因子和小模体积被广泛用于光学传感，但多数被动器件需要波导或光纤锥等复杂耦合系统，限制了实用性。主动谐振器可远程激发并收集WGM调制信号，是被动微谐振器的替代方案。本文报道一种双曲鼓形（HD）微盘激光器生物传感器，由罗丹明B掺杂光刻胶与二氧化硅微盘组成，可用于无标记生物分子检测。该传感器可检测低至1 ...
铅离子是常见有害污染物，可进入饮用水并对人体尤其是儿童造成严重危害。本文提出一种结合回音壁模式（WGM）光流控微泡谐振器与经典 GR-5 DNAzyme 的超灵敏铅离子检测方法。借助 piranha 溶液和聚-L-赖氨酸（PLL）溶液，GR-5 DNAzyme 被成功修饰在微泡内壁上。作者分析了微泡的模场分布，薄壁光流控传感器获得最...
光学谐振器以其高灵敏度和快速响应时间著称，在生物医学领域具有广泛应用，癌症检测是其中一项有前景的应用。当前癌症诊断仍存在成本高、侵入性强和耗时长等局限，亟需新技术突破。光学谐振器的高灵敏度有助于在疾病早期进行医学检测。本文阐述回音壁模式（WGM）和环形光学谐振器的基本原理，并补充癌症生物标志物诊断相关知识，讨论光学谐振器用于特定生物...
本文报道了一种将纳米结构人工受体与回音壁模式（WGM）光学微谐振器集成的概念验证研究，旨在发展可用于环境监测的无标记生物传感器。作者以异硫氰酸荧光素（FITC）为模型目标分子，利用无机硅烷溶胶-凝胶分子印迹技术，在约100 μm二氧化硅微球表面制备了模板化二氧化硅薄膜。通过比较氧等离子体降解与溶剂萃取两种模板去除方法，确认了印迹位点...
复杂生物样品中的生物传感需要能够补偿环境条件变化和非特异性结合引起的信号波动的传感器。为此，作者开发了一种新型自参考生物传感器，由两个尺寸几乎相同的染料掺杂聚苯乙烯微球组成，分别置于微结构光纤（MOF）尖端相邻孔中。该 MOF 可远程激发和收集微球的回音壁模式（WGM），并提供稳健、易操作的浸没式传感平台。通过表面功能化，一个微球作...
本文首次报道了一种基于微腔的脱氧核糖核酸（DNA）光学生物传感器，采用合成蓝宝石作为光学谐振腔。将半径约500 μm、折射率1.77的蓝宝石微球置于光纤半耦合器上，在1510 nm处测量其透射光与弹性散射光强度。蓝宝石微球的回音壁模式（WGM）共振角模间距为0.43 nm，与其光学尺寸相符。将36碱基探针DNA共价固定于蓝宝石微球表...
生物传感依赖于分子及其特异性相互作用的检测，因此开发具有极限检测限的换能器非常重要。微腔是光学领域实现无标记检测的候选技术，利用等离子共振可进一步提升灵敏度，有望达到单分子水平。本文介绍一种基于光学微腔的生物传感平台，具有单分子灵敏度，并能选择性识别特定结合事件。该平台利用玻璃微球中的回音壁模式（WGM）增强金纳米棒的等离子效应，用...
本文提出一种用于生物传感的平面介质波导结构。所设计器件为硅基回音壁模式（WGM）圆盘谐振器，工作于75–110 GHz（W波段）。该传感器具有集成化、微型化、低成本和易于制备等特点，可用于多种DNA表征任务，包括DNA寡核苷酸突变检测。作者利用该集成传感器成功测试了单链DNA和双链DNA两类样品，并通过不同实验室实验考察了测量重复性...
轴对称光学微腔因具有 10^6–10^9 的超高品质因子，已成为生物传感的重要平台。近期研究表明，微腔生物传感器可通过相位腔环下光谱（PS-CRDS）以品质因子变化追踪生物检测事件。为实现最大灵敏度，必须针对特定传感应用优化微腔参数。本文提出一种改进的有限元模型，用于快速、准确地计算轴对称谐振器的品质因子，并确定其隧穿距离。该模型在...
本文对光流控环谐振器（OFRR）生物传感器在回音壁模式（WGM）下的光学特性进行了数值表征。OFRR 由玻璃毛细管环、光纤波导以及二者之间的间隙构成，光在环内以 WGM 传播，实现微小型化并延长光与样品的有效相互作用时间。研究采用 COMSOL Multiphysics 有限元法求解 Maxwell 方程，考察环直径、环厚度、波导宽...
无标记生物传感器技术因兼具高灵敏度换能器与高特异性识别元件，有望革新环境监测、医学诊断和食品安全评价，实现极低浓度有害化合物的实时检测。然而，在废水、血液和尿液等复杂环境中，非特异性结合会降低特异性并增加假阳性。本文展示将高灵敏度回音壁模式（WGM）微腔与不同厚度的共价结合聚乙二醇（PEG）涂层相结合，用于抑制生物传感器表面的非特异...
许多微流控生物传感器设计基于光学微腔共振的测量。荧光型谐振器通常比使用可调激光倏逝耦合探测微腔的系统更简单、更稳健。在所有传感器设计中，检测极限取决于检测系统的波长分辨率，而这是荧光型器件的主要限制。本文研究折射率型微腔传感结构的极限分辨率与检测极限。由于荧光谐振器可同时采集多个周期性模式，标准傅里叶方法最适合快速、精确地分析共振位...
本文理论分析三维受限光流体环形谐振器（OFRR）在水和空气中检测单个纳米颗粒的能力。OFRR基于玻璃毛细管，可形成瓶形和气泡形环形谐振器。当纳米颗粒附着于OFRR内表面时，回音壁模式（WGM）的谐振波长发生移动。对于两种结构，可通过选择合适壁厚优化内表面电场；同时，不同曲率可实现沿毛细管轴向不同的电场限制，从而显著增强单纳米颗粒检测...