近日，深圳技术大学阮双琛教授与宁存政教授合作，实现了一种作为生物化学反应器的微腔激光制备方法，并将这种颜色可变激光用于生物标记物分子的超灵敏检测领域。该研究成果以“Ultrasensitive Detection of Biomarkers in a Color-Switchable Microcavity-Reactor Laser”为题在国际知名综合性期刊《Advanced Science》（Q1, IF:16.806）上发表。分析测试中心工程师李然和博士后宋宗鹏为论文并列第一作者，朱海鸥教授、宁存政教授和阮双琛教授为论文共同通讯作者。深圳技术大学为第一完成单位。

图1 聚苯乙烯微球的制备及检测机理。（a）聚苯乙烯微球制备示意图；（b）生物分子检测机理；（c）生物分子检测前后荧光光谱的变化；（d）聚苯乙烯微球在生物分子检测前后激光光谱的变化。

这项研究提出了一种基于颜色可变激光的超灵敏检测方法。使用具有生物相容性的聚苯乙烯回音壁谐振腔，该聚苯乙烯球内预先混合有染料分子，可发射一定波长的激光。当生物标记物分子通过聚苯乙烯球壁多孔结构渗入球体后，生物标记物分子与球体内的染料分子发生化学键结合，引起染料分子发射波长几十甚至上百纳米的变化，从而使得生物分子的探测变得肉眼直接可见，变化的荧光波长通过谐振腔的作用实现激光波长的变化，这种腔增强的激射型探测，比普通荧光探测灵敏度大大提升。

与已报导的方法相比，该方法主要优势特点如下：

（1）检测灵敏度高，可实现单分子生物标记物的定性检测；

（2）检测成本低，这种大尺度的激光波长变化甚至可通过肉眼识别，而无需昂贵的检测设备；

（3）可集成度高，由于激光波长变化较大且激光线宽很窄，因此结合简单的窄带滤光片即可将激光信号作为“开/关”逻辑信号集成到多路检测生物芯片中用于高效疾病筛查分析；

（4）操作简单易推广，可推广用于多种生物标记物的检测；

（5）与生物活体检测相容。因此该颜色可变激光方法的实现与推广有利于实现疾病的早期诊断以提高致命疾病的治愈率。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202202326