基于MoS2的生物可调谐纳米等离子体滤光片用于细胞因子光电子免疫检测( Biotunable Nanoplasmonic Filter on Few-Layer MoS2 for Rapid and Highly Sensitive Cytokine Optoelectronic Immunosensing )

Younggeun,Park Byunghoon,Ryu Bo-Ram,Oh Yujing,Song Xiaogan,Liang Katsuo,Kurabayashi cytokine immunosensing localized surface plasmon resonance molybdenum disulfide nanoplasmonic filter

监测疾病宿主的时变免疫状态往往需要快速而灵敏的细胞因子检测。基于金属纳米颗粒的定位表面等离子体共振(LSPR)生物传感器通过允许对目标生物分子进行无标记检测，有望满足这一临床需求。然而，与涉及标记过程的常规免疫分析方法相比，这些生物传感器的灵敏度仍然相对较低。他们的反应速度也需要进一步提高，以便能够及时地为重症监护提供快速的细胞因子定量。本文报道了一种集成了Biotnable纳米等离子体滤光片和高灵敏度的少层二硫化钼(MoS2)光导元件的免疫生物传感装置，它可以作为一种通用的装置平台，以满足高灵敏度快速检测细胞因子的需要。该纳米等离子过滤器由抗细胞因子抗体结合的金纳米颗粒组成，该纳米颗粒位于多层MoS2光导片状器件上方170μm的SiO2薄层上。该生物传感器的工作原理是通过生物分子表面结合诱导的LSPR位移来调节入射光通过纳米等离子体滤光片向少层MoS2光导片的传输。这种调谐依赖于纳米等离子体过滤器上细胞因子的浓度，并由少层MoS2器件光电检测。利用所研制的光电生物传感器，我们实现了对促炎性细胞因子IL-1β的无标记检测，检测限低至250 fg/ml(14 fM)，动态范围大到106，检测时间短到10 min。提出的生物传感方法可以进一步发展和推广应用于护理点诊断、可穿戴生物/化学传感和环境监测。

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