基于超表面增强的指纹红外光谱流体分析工具
光学
2026-01-12 v1 应用物理
摘要
红外（IR）光谱技术已成为生物医学诊断的关键工具，提供无标签的光谱生物标志物，用于检测多种疾病，尤其是在指纹区域。然而，针对复杂流体分析样本的快速灵敏红外光谱技术在临床实践中仍是一个关键挑战。为此，我们提出了一种超表面增强指纹红外光谱工具（ME-FIRST），通过全指纹范围（ 到 ）的等离子共挑，实现对亚波长体积内的光-物质相互作用增强。数值仿真显示，局域且增强的电场近端场，平均探测深度约为100 nm，共振峰处的增强因子 约为60倍。ME-FIRST 设备经实验制造和验证，作为概念验证，我们演示了在完整指纹红外光谱范围内对 L-赖氨酸分子振动模式的感知，具有相当高的灵敏度。该提出的ME-FIRST为高灵敏度流体分析红外光谱提供了潜在平台，为生物流体分析和病理场景中红外光谱的临床应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2510.24210,
title = {ME-FIRST: A Metasurface-Enhanced Fingerprint InfraRed Spectroscopic Tool for Fluid Analytes},
author = {Xiangyu Zhao and Yuqing Liu and Jingzhu Shao and Longsheng Fang and Chongzhao Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.24210},
year = {2026}
}