传统的ELISA技术利用被酶催化生成的荧光产物所发出的荧光强度作为探测信号,然而在实际检测过程中,生物分子的非特异性结合、材料自荧光以及激发光的泄漏等因素造成的强荧光背景会干扰目标分子荧光强度的探测,从而限制了ELISA的探测极限以及动态测量范围。天游线路检测中心光科学与工程系吴翔副教授开发的新型的光微流激光酶联免疫吸附剂测定(Enzyme-linked immunosorbent assay,简称ELISA)技术和传统技术不同,光微流激光ELISA技术以荧光产物为激光增益介质,利用高品质因子的光学微腔产生激光输出;在固定的泵浦功率下,产生激光的阈值时间和被测目标分子的浓度呈反比,不同的浓度对应不同的阈值时间,因此,阈值时间可作为该技术中的探测信号。实验表明,通过对激光阈值时间的探测,可以从较强的荧光背景中精确地分辨低浓度的目标分子,从而实现超高灵敏度的生物分子探测;其探测极限可达1fg/ml(38aM),动态测量范围为6个数量级。该技术有望应用于重大疾病(癌症、艾滋病等)的早期检测与诊断以及单个酶分子催化机制研究。
据悉,吴翔副教授2013年系统地研究了新型的生物激光介质—萤火虫萤光素,并实现了以其为增益介质的高品质因子光微流生物激光器[Applied Physics Letters. 102, 203706 (2013)]。
现在,吴翔正从事有源和无源光学微腔生物传感器以及微腔光镊的研究,希望能结合光微流激光技术的优点,进一步拓展光学微腔技术在生物传感领域的应用,实现高灵敏度和高通量的集成光学生物传感芯片。