据报道，洛桑联邦理工学院（简称EPFL，位于瑞士洛桑）生物纳米光子系统实验室（简称BIOS）的一个研究小组开发了一种超薄的小型化光学芯片，结合标准CMOS相机和图像分析技术，能够对检测样品所含生物分子进行逐一计量并确认其所在位置。这项研究有望推出家用型检测装置，可识别血液、唾液中微量的有害生物标志物，成为疾病检测的早期预警系统。

该研究基于超表面技术，在人工材料薄片上覆盖着以特殊方式排列的数以百万的纳米单元结构。这种结构能够以一定的频率将光线压缩成极小的辐射体积，从而产生超灵敏的光学热点。当光线照射到超表面上形成热点并击中某一个分子时，该分子将被消灭从而改变光的波长，因而实现即时检测。通过在超表面上照射不同颜色的光，并使用CMOS相机跟踪拍摄，研究人员便能够计算样本中的分子数量，并准确了解传感器芯片上的具体情况。

“我们使用智能数据工具来分析上述检测过程所获得的数百万个CMOS像素并确定趋势，”该工作成果论文的第一作者Filiz Yesilkoy说，“我们已经证明，该技术不仅可以对热点处的单个生物分子进行检测和成像，还可以应用于只有一个原子厚度的单层石墨烯上。”

研究人员进一步开发了第二个版本，将超表面调整为在不同区域中与不同波长产生共振。“这项技术更为简单，不过在分子定位方面不太精确。”该论文的共同作者之一Eduardo R. Arvelo说。

BIOS实验室负责人兼该项目负责人Hatice Altug相信光学技术的应用潜力巨大，他说：“光具有强度、相位和偏振等许多特性，并能够在空间传输。未来，光学传感器将足以应对挑战，特别是在个性化医疗方面发挥重要作用。”

消息来源：

https://www.bioopticsworld.com/articles/2019/04/simple-optical-device-is-promising-for-at-home-disease-detection.html

编译：云光子

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