合作拉曼光谱用于实时体内纳米生物传感
系统与控制
2017-12-05 v1
摘要
在过去几十年中，能够检测和测量纳米尺度不同现象的微型生物传感器的发展带来了变革性的疾病诊断与治疗技术。其中，生物功能化拉曼纳米颗粒已在体外和体内用于不同生物因子的多重诊断与检测。然而，现有解决方案需要使用笨重的激光器来激发纳米颗粒，以及同样笨重且昂贵的光谱仪来测量散射的拉曼信号，这限制了该纳米生物传感技术的实用性与应用。此外，由于体内环境的高路径损耗，接收信号通常非常微弱，这妨碍了测量的准确性。本文首次提出了用于实时体内纳米生物传感的合作拉曼光谱重建概念。其基本思想是用可同时激发和测量纳米生物传感粒子的互联纳米器件网络，来取代单一的激发与测量点（即分别为激光器和光谱仪）。更具体地，在所提出的系统中，大量纳米传感器联合且分布式地收集流经血管的纳米生物功能化纳米颗粒（NBPs）的拉曼响应。本文详细描述了该传感系统，更重要的是，通过利用体内环境中光信号传播的精确模型和低复杂度估计算法，证明了其可行性。数值结果表明，在一定的 NBP 密度下，重建的拉曼光谱可被恢复并用于准确提取靶向的体内信息。
引用
@article{arxiv.1703.08906,
title = {Cooperative Raman Spectroscopy for Real-time In Vivo Nano-biosensing},
author = {Hongzhi Guo and Josep Miquel Jornet and Qiaoqiang Gan and Zhi Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.08906},
year = {2017}
}