近日,厦门大学电子科学与技术学院朱锦锋团队与西湖大学文燎勇团队,联合复旦大学附属中山医院及厦门大学附属第一医院等机构,在纳米光学生物传感领域实现重大突破。相关成果以“Ultrasensitive biosensing by radiative Q-factor modulation in strongly coupled three-dimensional bound-state-in-the-continuum metasurfaces”为题发表于《自然·光子学》(Nature Photonics),并入选期刊封面论文。该研究提出Q调制折射率传感(QMRS)新机制,通过强耦合三维连续域束缚态超表面,将生物分子结合产生的微小扰动转化为辐射品质Q因子的显著变化,实现光与物质互作用显著增强,突破传统纳米光学传感器灵敏度局限。研究团队研制出晶圆级铝基纳米压印工艺,实现非对称三维纳米超表面批量制备,并集成常规LED宽带光源与光电探测器,构建出手掌大小的微型检测平台。该平台在肺癌细胞外囊泡检测中展现出超高灵敏度,检测限低至24 aM,较标准免疫分析法提高约四个数量级;在171例人血清样本的临床验证中,早期肺癌检测的AUC达94.9%,术后监测的AUC达92.1%,为肺癌风险分层和疗效监测提供了新型检测方案。此外,该技术具有广泛的应用前景,可扩展至药物筛查、疾病诊断和消费电子等领域。
