基于荧光性的光流体传感器

摘要：免标记的传感得益于它的少量的生物传感步骤，很多情况下都具有优越性。但是许多应用还是得益于基于荧光性的传感。一个主要的光流体荧光探测研究方向是提高限制和引导在接触被分析物的低反射率的减震溶液中的光，这种溶液增强了光与荧光团的相互作用和荧光收集效率因而提高探测极限。光流体激光是针对生物化学分析的另一个多用途和有前途的平台。这种装置通常由一个提供光反馈的微流体激光腔和一个作为增益介质的荧光团溶液组成，这样可以实现腔内检测。

关键词：光流体传感器;荧光检测

多种光流体结构已发展得以实现这一目标：液体核波导利用低折射率覆盖层材料如特氟纶何纳米多孔材料来通过全内反射引导光;光子晶体结构增强荧光信号并且提供更好的荧光收集效率;狭缝波导限制液体和光在同一亚微米尺寸的通道。其中，针对限制和引导光与液体，抗共振反射光波导是最有前途的光流体传感结构之一。用于荧光检测，抗共振反射光波导能够实现亚皮升激励或者检测体积，因而甚至在极低的被分析物数量时能够敏感检测。Schmidt， Hawkins和合作者们发表了对单分子和单粒子在自由溶液中的检测，都直接通过荧光相关的光谱学。同一小组最近利用双色荧光交错关联光谱学去检测粒子共定位，结合了荧光谐振能量转移，DNA约束和变性。这些成果可能允许快速和原位生物化学分析将传统大体积昂贵的荧光显微镜替换为便宜的光流体装置。

光流体激光这种装置通常由一个提供光反馈的微流体激光腔和一个作为增益介质的荧光团溶液组成从而实现腔内检测。相比于上面讨论过的其他光流体荧光传感器，光流体激光传感器依赖于受激发射作为传感信号并且在激光腔或者增益介质中对微小扰动高度敏感。几个腔内传感的近期报道已经详细地揭示了光流体激光的巨大能力。用一個简单的基于法布里珀罗腔激光的光流体染色，Galas提出基于激光发射强度变化的灵敏的腔内吸收测量。近期，Sun利用一个光流体环形谐振腔（OFRR）激光结合荧光谐振能量转换（FRET）实现灵敏DNA检测。DNA杂交探针和目标在供体和受体之间引起了FRET，导致在从供体发射初始激光和来自受体的激光的受激能量发射显著的减弱，这明显增加了在传统FRET中的传感信号。同小组近期报道了利用OFRR和分子指引接近的单核苷酸多样性的高度选择性检测。目标DNA的存在， OFRR激射阈值以上的操作，从而产生强的激射发射。相反，与单个碱基错配的DNA，OFRR光激射阈值以下，并观察到只有几乎可以忽略不计的荧光背景。通过此模拟数字转换等的检测，在目标和单个碱基错配DNA之间的判别比超过两个数量级的增强已经达到。

作者简介：翟玉翠（1988—），女，汉族，安徽巢湖人，讲师，理学硕士，单位：武警警官学院基础部，研究方向：大学物理和实验教学