Исследователи из Гонконгского политехнического университета создали высокочувствительный биосенсор, основанный на 3D-печатном микролазере. В статье описывается полимерное устройство whispering-gallery-mode, открывающее новые перспективы для разработки эффективных и доступных лабораторных чипов для ранней диагностики заболеваний.
Основное преимущество разработки заключается в уникальной лимаконоподобной форме микрорезонатора. Эта форма позволяет решить ряд проблем, препятствовавших интеграции подобных сенсоров в лабораторные чипы для экспресс-анализа. В частности, она обеспечивает направленное излучение света, упрощая считывание сигналов и делая интеграцию в микрофлюидные системы более практичной по сравнению с традиционными круглыми микрорезонаторами. Использование тонких оптических волокон, сложных в юстировке, более не требуется.
Благодаря собственной технологии трёхмерной микропечати, учёные смогли быстро создавать высокоточные массивы биосенсоров. Эта технология позволяет получать микрорезонаторы с низким порогом генерации (3,87 мкДж/мм2) и узкой линией излучения (около 30 пм). Эксперименты показали, что сенсоры могут обнаруживать иммуноглобулин G (IgG) в концентрациях в аттограммах на миллилитр, что демонстрирует их потенциал для ультрачувствительного выявления биомаркеров при ранней диагностике.
Руководитель проекта, А. Пинг Чжан, подчеркнул, что в будущем эти сенсоры можно будет встраивать в микрофлюидные чипы для создания нового поколения лабораторных устройств, позволяющих одновременно проводить сверхчувствительное количественное определение множества биомаркеров. Это открывает возможности для ранней диагностики заболеваний, таких как рак и болезнь Альцгеймера, а также для борьбы с эпидемиями, подобными пандемии COVID-19.
Достигнутые результаты обозначают значительный прогресс в области биосенсорики. Высокая чувствительность, низкая себестоимость производства и возможность интеграции в микрофлюидные системы делают эти сенсоры перспективными для создания компактных и доступных диагностических устройств, пригодных для использования как в лабораториях, так и в первичной медицине. В дальнейших исследованиях учёные планируют интеграцию микролазерных сенсоров в микрофлюидные чипы для создания оптофлюидных биочипов, способных одновременно определять несколько биомаркеров различных заболеваний.
Источник: iXBT
