Nature: 红外光谱检测新突破
Natt
2020-01-02
生命系统和生理表型的正常功能取决于分子组成。然而，同时对多种分子进行定量检测仍然是一个挑战。于此，德国马克斯 · 普朗克量子光学研究所Ferenc Krausz和Ioachim Pupeza等人展示了宽带光学相干如何为复杂分子在其自然环境中的指纹识别开辟道路。振动激发的分子在几个周期性的红外激光激发下发出一个相干的电场，这个电场是样品分子组成特有的。利用电光取样，就可直接测量了这个全局分子指纹，其场强要比激发强度弱107倍。这样可以透射厚度为0.1 mm的完整生命系统，从而允许对人体细胞和植物叶片进行宽带红外光谱探测。在对人血清进行概念验证分析时，将红外电场指纹从其激发中暂时隔离出来，并以阿秒计时精度进行采样，可使检测灵敏度达到每毫升血清亚微克数，且可检测的分子浓度动态范围超过105。这项技术有望提高分子灵敏度和分子覆盖范围，用于探测复杂的、真实的生物和医疗环境。
Pupeza, I., Huber, M., Trubetskov, M. et al. Field-resolved infrared spectroscopy of biological systems. Nature 577, 52–59 (2020)
doi:10.1038/s41586-019-1850-7
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1850-7
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