天天微動態丨通用生物傳感器實現一“芯”多用，可同時檢測8個數量級濃度差異的生物粒子

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研究人員開發了新的信號處理技術，與光流體生物傳感器芯片一起使用，以檢測濃度變化8個數量級的納米珠混合物。圖片來源：霍爾格·施密特/加州大學圣克魯斯分校

美國加州大學圣克魯斯分校團隊在用于檢測或分析物質的芯片傳感設備方面取得重大進展，為研制高靈敏度的便攜式集成光流體傳感設備奠定了基礎。這些設備即使涉及濃度變化很大且完全不同類型的生物粒子時，仍然可同時進行多類型的醫學測試。該研究成果發表在最新一期《光學》雜志上。

研究人員將新的信號處理技術應用于基于光流體芯片的生物傳感器，能對8個數量級濃度的納米珠混合物進行無縫熒光檢測，將傳感器可工作濃度范圍擴大了1萬倍以上。

團隊表示，新設備足夠靈敏，不但可檢測單個生物分子，還能在非常寬的濃度范圍內工作，以同時測量和區分多種粒子類型。

這一多類型分析測試平臺，原理基于光流體芯片，通過用激光束照射粒子，然后用光敏探測器測量粒子的響應來檢測粒子。

還使得該平臺具有執行各種類型分析所需的靈敏度，可檢測包括核酸、蛋白質、病毒、細菌和癌癥生物標志物等粒子。在這項新工作中，研究人員還開發了一種信號處理方法，得以同時檢測高濃度和低濃度的粒子。他們結合不同的信號調制頻率：高頻激光調制以區分低濃度的單個粒子，低頻激光調制以在高濃度下同時檢測來自許多粒子的大信號。團隊還應用到最近開發的一種極速算法，以實時識別和高精度區分。

這種信號分析方法，本質是用不同濃度和各種熒光顏色的納米珠溶液泵送光流體的生物傳感器芯片。目前，其能正確識別濃度差異在混合物中超過1萬倍的納米珠。未來，其將用于分析來自人工神經元細胞組織類器官的分子產物，為人們帶來神經源性疾病和兒科癌癥等領域的新見解。

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