最近，美國伊利諾伊大學香檳分校的研究人員開發出一種新型等離子激元傳感器，它將成為一種早期檢測多種癌癥的可靠手段，還將用于其他疾病的檢測。

該校電氣和計算機工程專業的副教授LoganLiu和LynfordGoddard領導其研究團隊，他們的學生AbidAmeen和LisaHackett負責實際開展該項目。團隊的研究論文作為封面文章，發表于《高級光學材料》雜志。

研究人員使用了一個三維多層納米腔體（nanocavity），它位于納米杯陣列中。光線可存儲于腔體中，腔體外部由一層絕緣體圍繞兩層金屬（這里用的是金）組成。

它使用了等離子激元傳感技術，利用該設備表面的生物分子，可以檢測到納米級的光與物質之間敏感的相互作用。它能產生增強的場限域和局域場。因為等離子激元的特殊結構，當周圍折射率變化時，光線輸出耦合的效率會更高。

對此，研究人員Ameen解釋道：“通過將等離子激元特性和光學諧振腔特性結合于單個設備中，科研人員能夠基于多層介質的厚度和腔體層的折射率，分別通過光線在腔體層內的限域和來自設備頂部的傳輸，檢測到低濃度的生物標志物。”

另外，Hackett補充道：“這種納米杯陣列具有非凡的光學傳輸能力。如果你采用一層金屬膜，嘗試讓光線照射并通過它，幾乎沒有光線可以通過。然而，你采用周期性的納米孔，或者我們的方案中所采用的納米杯結構。那么，你看到的將會是特定波長的共振狀態，通過該設備的光線會達到最大值。”

因為單個波長的共振一直在變化，另外光譜特征和參考位置相關，所以光線的激發和檢測無需特殊設備就可以可靠地完成。在這個設備中，LED光源可以取代激光器，光電管或者攝像頭成像可以取代高端光譜儀。

Hackett說：“由于這種多層高性能等離子激元結構，我們能夠將光線高效地散射至遠場。當感知區域的折射率增加后，它會將存儲的能量耦合出來。通常來說，當你具備這些屈光儀等離子激元傳感器時，就可以在滿足共振條件時，產生角度的偏移或者波長的改變。在我們的案例中，因為我們集成了納米諧振腔，我們具有固定的共振波長。”

當生物分子的濃度增加時（在這個案例中是CEA），同樣折射率也會增加，使得產生固定波長光線的透射強度增加，并且很容易被檢測出來。