重庆大学研究团队在《Microsystems & Nanoengineering》(IF=7.3) 上发表文章 “Biomarker detection based on nanoparticle-induced ultrasonic Rayleigh scattering”，基于纳米颗粒诱导超声瑞利散射的生物标志物检测。
超声生化检测对于生物标志物检测、药物监测和医学诊断具有重要意义，因为它可以预测疾病进展并及时采取有效措施。然而，目前用于生化标志物检测的超声波技术是直接在设备表面进行修饰的。相关测试方法成本高、不可靠、重复性差；因此，无法实现低成本的快速检测。在这项研究中，首次开发了一种基于纳米粒子引起的声波瑞利散射的检测机制，这种散射会导致接收到的声压发生变化。可插入基板上抗体的修饰将功能化步骤与传感器表面分离，并促进电容式微机械超声换能器(CMUT)与金纳米粒子(AuNP)结合用于CA19-9癌症抗原检测的应用。建立了相应的检测理论，并利用不同的纳米粒子对理论公式的相关参数进行了验证。研究使用谐振频率为1MHz的CMUT芯片，成功测量了CA19-9抗原标记物的浓度和物质。在0.1~1000U/mL的浓度范围内，接收电压随着浓度的增加而降低。研究证明了基于CMUT与纳米粒子结合的生化检测的可行性和鲁棒性。
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纳米粒子引起的超声波瑞利散射机制
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CMUT设计和表征
CMUT芯片的性能测试
癌症标志物的CA19-9生化检测
Zhang, W., Zhao, C., Jia, H. et al. Biomarker detection based on nanoparticle-induced ultrasonic Rayleigh scattering. Microsyst Nanoeng 10, 182 (2024).https://doi.org/10.1038/s41378-024-00808-z
