降钙素原(Procalcitonin, PCT)对于反映患者炎症甚至败血症患病程度具有重要意义。为实现低浓度PCT的免标记检测, 利用极大倾角光纤光栅(Excessively Tilted Fiber Grating, Ex-TFG)的低温度交叉敏感性和高折射率灵敏度的优点, 在光纤的表面修饰金黄色葡萄球菌(Staphylococcus Aureus Protein A, SPA), 再将PCT单克隆抗体固定在SPA分子层, 从而构成对PCT具有特异性检测功能的免疫传感器。实验结果表明: 降钙素原含量为0.5ng/mL时, 谐振波长红移约13pm; PCT的浓度为200ng/mL时, Ex-TFG的红移量基达约125pm; 浓度为1000ng/mL时, 红移量趋于饱和, 最大红移量约150pm。通过对实验数据拟合, 发现Ex-TFG谐振波长的红移量与PCT浓度之间的关系满足Langmuir模型, 相关性系数为0.98。该方法为低浓度PCT的检测提供了一种免标记、快速的检测方法。

理解疾病成因、识别早期疾病、靶向疾病治疗、预测治疗反应以及成功治疗疾病是现代生物医学的几项基本愿景。在过去的几年中,随着光学与光子学的发展,人们见证了光学与光子学具备迎接这些挑战的潜力。在这种情况下,如拉曼光谱等方法尤其值得关注。介绍了无损线性和非线性拉曼光谱方法在临床诊断中的应用。展现了一种基于芯片的细菌分离技术,用于快速识别病原并探测其对抗生素的抵抗力,这对病人的生存至关重要。并报告了这一技术如何应用于识别血液循环中的肿瘤细胞并同时监测其治疗药物。此外,还介绍了光谱方法在体外和体内的组织病理学中的应用,以对癌症进行早期诊断。

本文对表面等离子体显微镜的原理、架构和应用进行了综述，指出表面等离子体显微镜技术的未来发展方向是着力提高横向分辨率，接近光学衍射极限，以及发展与电化学、力学等微纳操纵手段结合的表面等离子体显微镜，形成微纳尺度下显微成像和操纵的闭环测量路径。