二维等离子体生物传感平台：激光刺激下的细胞活性检测

摘要： 将生物传感器与纳米科学相结合具有诸多优势，如无需标记、实时检测、高灵敏度、体积小巧、检测限低以及可与其他系统集成等。这正是等离子体技术在药物检测、食品安全、农业、光热治疗等领域获得广泛应用的原因。本文采用软光刻技术制备了二维等离子体光栅生物传感器，克服了传统等离子体结构（如制备成本高昂、缺乏柔性和难以大规模生产）的缺陷。同时，我们利用基于光热机制的红外神经刺激来调控膜去极化，该方法具有非接触式操作和高时空分辨率的特点。最终，我们在二维等离子体结构上培养了Hep G2细胞和间充质干细胞两种不同类型细胞，并研究了其在红外神经刺激下的膜去极化现象。制备柔性等离子体晶体后，我们分析了细胞培养前后（有无近红外免疫区~1450 nm刺激）的反射光谱及相应椭圆偏振参数。通过比较HEP G2细胞和间充质干细胞的椭圆偏振测量结果，发现这两种细胞对红外刺激的反应模式相同，并使我们能够区分不同刺激频率下的膜去极化水平。实验验证了该集成系统在膜去极化检测方面的优势，为未来神经等离子体技术的应用开辟了新途径。