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纳米光子学研究院在Advanced Materials发表论文

近日,纳米光子学研究院郑先创教授、刘晓帅副教授等在基于光操控的生物传感研究领域取得重要进展。他们通过结合光学操控技术和分子影像方法,利用聚焦高斯光束作为虚拟操控手柄,以合成的纳米荧光探针作为微纳传感探头,构建了一种可用于活体血管内多种生物标志物扫描探测和定量分析的光控虚拟式微传感器(OCViM)。相关研究成果以“Optically Controlled Virtual Microsensor for Biomarker Detection In Vivo”为题发表在《Advanced Materials》期刊上,并入选封面论文。论文的第一作者为纳米光子学研究院在读博士生张天歌。

活体内生物标志物的实时检测对于表征生物体内的生理机制和病理过程至关重要。目前,针尖式微电极和分子影像方法等主流策略分别需要将几十到几百微米的针尖插入到活体内部或者被动依赖成像探针的随机分布,分别存在着高侵入性和空间分辨率不足、以及缺乏主动操控的问题。针对以上挑战,郑先创教授、刘晓帅副教授等人将分时复用的扫描光镊技术和受激响应的上转换荧光探测技术相结合,提出并开发了一种可用于活体血管内多种生物标志物实时探测的光控虚拟式微传感器。利用构建的虚拟式微传感器,作者在斑马鱼血栓模型上成功实现了对生物标志物的表达水平和异质性分布的实时检测,并且综合评估了抗血栓药物的治疗效果,为研究血栓的发生发展机制和抗血栓药物的疗效评估提供了有力工具。这种基于光学操控和荧光激发构建的虚拟式微传感器,如同一盏在血管内可以照亮病灶的“纳米灯笼”,借助于光学操控这只无形的手,可以实现不同病灶处特定生物标志物的非侵入性、高时空精度、可编程、多功能的定量检测,有望为活体内生物标志物的实时探测提供一种新方法,在多种疾病的机制研究和药物研发等领域具有潜在的应用前景。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202205760

(纳米光子学研究院)

责编:李梅