基于相奇异二维纳米材料增强等离子生物传感器的靶向亚阿摩尔癌症生物标志物检测

低分子量、低浓度范围的小分子癌症生物标志物的检测在早期癌症诊断、治疗监测和复发检测等许多临床应用中一直具有挑战性且迫切。本文开发了一种利用原子级薄二维（2D）相变纳米材料克服此挑战的高增强等离子生物传感器。通过用原子级薄材料精确设计构型，成功实现了相奇异并伴随显著增强的横向位置偏移效应。据我们所知，这是所有光学技术中首次实验展示传感界面处横向位置信号变化 > 340 {\mu}m。借助该增强等离子效应，实验证明对 TNF-{\alpha} 癌症标志物的检测限为 10-15 mol L-1，该标志物见于包括炎症性疾病和各类癌症在内的多种人类疾病中。所报道的原子级薄 Ge2Sb2Te5（GST）与等离子基底的新型集成产生相奇异并因而引起巨大横向位置偏移，实现了飞摩尔级别低分子量癌症标志物的检测。这些结果无疑在生物医学应用和临床诊断中具有广阔潜力。