量子等离激元免疫分析传感
光学
2019-08-12 v1 应用物理
摘要
等离极化激元因其支持极受限电磁场并实现光与物质强耦合的能力，是下一代光学传感器最有前景的候选者之一。在此我们提出量子等离激元免疫分析传感作为一种创新方案，将免疫分析传感与近期在纳米等离激元腔中演示的室温强耦合相结合。在我们的方案中，抗体-抗原-抗体复合物与量子发射体标签进行化学连接。将量子发射体增强的抗体-抗原-抗体复合物放置于纳米等离激元（半球二聚体）腔内或附近，促进等离极化激元与发射体标签之间的强耦合，产生特征 Rabi 分裂。通过对基底上随机分布的多种分析物在大量真实计算实验中进行严格统计分析，我们证明了相比传统位移型等离激元传感器灵敏度大幅提升近 1500%。最重要的是，与经典传感形成鲜明对比，我们在强耦合（量子）传感 regime 中实现了增强的灵敏度，其不再依赖于抗体-抗原-抗体复合物的浓度——直至单分析物极限。因此量子等离激元免疫分析方案不仅导致用于单分子的等离激元生物传感的发展，也开辟了由与量子纳米等离激元学连接的受生物分子启发的方案所赋能的室温量子传感的新路径。
引用
@article{arxiv.1908.03543,
title = {Quantum Plasmonic Immunoassay Sensing},
author = {Nuttawut Kongsuwan and Xiao Xiong and Ping Bai and Jia-Bin You and Ching Eng Png and Lin Wu and Ortwin Hess},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.03543},
year = {2019}
}
备注
Just Accepted Manuscript, Nano Letters 2019