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研究團(tuán)隊(duì) 供圖

近日，暨南大學(xué)納米光子學(xué)研究院教授鄭先創(chuàng)、副教授劉曉帥等在基于光操控的生物傳感研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究發(fā)表于Advanced Materials，并入選封面論文。暨南大學(xué)納米光子學(xué)研究院在讀博士生張?zhí)旄铻樵撜撐牡谝蛔髡摺?/p>

該研究通過結(jié)合光學(xué)操控技術(shù)和分子影像方法，利用聚焦高斯光束作為虛擬操控手柄，以合成的納米熒光探針作為微納傳感探頭，構(gòu)建了一種可用于活體血管內(nèi)多種生物標(biāo)志物掃描探測和定量分析的光控虛擬式微傳感器（OCViM）。

活體內(nèi)生物標(biāo)志物的實(shí)時(shí)檢測對于表征生物體內(nèi)的生理機(jī)制和病理過程至關(guān)重要。目前，針尖式微電極和分子影像方法等主流策略分別需要將幾十到幾百微米的針尖插入到活體內(nèi)部或者被動(dòng)依賴成像探針的隨機(jī)分布，分別存在著高侵入性和空間分辨率不足、以及缺乏主動(dòng)操控的問題。

針對以上挑戰(zhàn)，研究人員將分時(shí)復(fù)用的掃描光鑷技術(shù)和受激響應(yīng)的上轉(zhuǎn)換熒光探測技術(shù)相結(jié)合，提出并開發(fā)了一種可用于活體血管內(nèi)多種生物標(biāo)志物實(shí)時(shí)探測的光控虛擬式微傳感器。利用構(gòu)建的虛擬式微傳感器，他們在斑馬魚血栓模型上成功實(shí)現(xiàn)了對生物標(biāo)志物的表達(dá)水平和異質(zhì)性分布的實(shí)時(shí)檢測，并且綜合評估了抗血栓藥物的治療效果，為研究血栓的發(fā)生發(fā)展機(jī)制和抗血栓藥物的療效評估提供了有力工具。

這種基于光學(xué)操控和熒光激發(fā)構(gòu)建的虛擬式微傳感器，如同一盞在血管內(nèi)可以照亮病灶的“納米燈籠”，借助于光學(xué)操控這只無形的手，可以實(shí)現(xiàn)不同病灶處特定生物標(biāo)志物的非侵入性、高時(shí)空精度、可編程、多功能的定量檢測，有望為活體內(nèi)生物標(biāo)志物的實(shí)時(shí)探測提供一種新方法，在多種疾病的機(jī)制研究和藥物研發(fā)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202205760