图1. 柔性等离子激元生物传感器在人体健康监测中的应用示意图。
与传统刚性等离子激元生物传感器不同,柔性等离子激元生物传感器在人体健康监测领域表现出独特的优势,主要包括:(1)基于柔性基底的可控等离子耦合和量子隧穿效应,从而可实现检测灵敏度和检测范围的精确可调;(2)根据检测对象和应用场景可控的保形性和粘附性;(3)等离子激元和柔性基底多样化的复合方式赋予柔性等离子生物传感器高检测稳定性和机械稳定性;(4)柔性等离子激元生物传感器对于植入式或特殊部位的高生物相容性。
图2. 柔性等离子激元生物传感器相对于传统刚性检测体系在人体健康监测中的优势。
基于多样化的构建方法(包括物理共混,模板法及嵌入式生长等等),柔性等离子生物传感器在人体健康监测领域中的应用也被详细总结,包括血糖、体温、运动、气体(尤其是VOC及COVID-19)、离子及人体健康相关疾病标志物的监测等等。
虽然柔性等离子激元生物传感器在人体健康监测领域发展迅速,但仍然存在较大的挑战,主要体现在以下几个方面:(1)突破柔性等离子激元生物传感器件的尺寸限制;(2)鉴于贵金属纳米粒子的特征光吸收和响应性能,柔性等离子激元生物传感器有望实现高稳定和超灵敏的比色生物传感;(3)开发高生物相容性和生物可降解性的柔性等离子体生物传感器;(4)柔性等离子激元生物传感器向公共卫生干预的推广;(5)建立完善的等离子激元生物传感器与临床医疗的反馈机制。
该工作第一作者为宋丽平博士(中国科学技术大学与杭州师范大学联合培养博士后),杭州师范大学为第一单位。该工作得到了国家自然科学基金(51873222, 52111530128)、浙江省自然科学基金重点项目(Z22B055324)、安徽省重点研发项目(202004g01020016, 202104g01020009)及杭州师范大学启动基金(4095C5021920452)等项目的支持。
原文链接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c07176