圣伦敦的保罗大教堂有其独特的音响效果。穹顶的建筑让人在圆形走廊的任何地方都能听到耳语，所谓的低语画廊。发明低语廊道模式（WGM）生物传感器确实是由圣路易斯的这个特别画廊衍生出来的。保罗：就像声波在穹顶内传播一样，在玻璃球内移动的光束（在这种情况下，生物传感器）绕着多条路径旋转，以便能够检测到表面上的任何分子。由于这种强大的技术，非标记分子之间的相互作用可以实时分析，具有很高的灵敏度。
2017年3月初，马克斯普朗克研究所和埃克塞特大学的研究人员在芯片实验室，解释了WGM传感器作为科学实验室仪器的进展，他们在芯片设备上发展成实验室，现实应用的主要挑战，以及潜在的未来应用。
wgm传感器探测生物分子反应过程中分子与电磁波之间的相互作用，把这些信息转换成可测量的信号。由于轴向对称谐振器内形成的电磁模式，探测成为可能。然而，这个电磁波稍微延伸到周围的介质中。周围介质的任何变化，因此在消逝场，引起共振频率的变化，这是传感机制的基础。wgms能够以三种方式感知这种位移：（1）基于共振频移的传感：可测量的信号是频移的幅度，以及传感器的灵敏度，在畸变位置，随衰减场强而变化，即单个原子离子与等离子体纳米颗粒的相互作用（图1a）。（2）基于损耗的传感：基于谐振器每一光波振荡的能量损失，即聚苯乙烯纳米粒子的结合（图1b）。（3）基于模式分裂的传感：散射分子/粒子按时钟和逆时钟方向耦合传播wgms，形成两种不同的驻波模式，即在表面上沉积多个纳米颗粒（图1c）。
图1。低语廊道式生物传感器的三种不同传感机制。（a）基于共振频移的传感，（b）基于损耗的传感，（c）基于模式分裂的传感（来自Kim等人，实验室芯片2017）。
审查还着重于WGM传感器的几个性能标准，比如单分子灵敏度，时间分辨率，稳定性和特异性。wgm传感器的单分子灵敏度取决于谐振器的尺寸，周围介质和激发波长。尽管这些参数似乎限制了灵敏度，在纳米尺度的体积内增加电场可以显著地规避这个问题。除此之外，WGM传感器可以检测发生在毫秒到秒之间的事件，而这些检测速度主要受设备的限制，例如，激光的最大扫描速度。当涉及到WGM传感器的稳定性时，一个常见的问题是环境噪声源，影响测量的可靠性。在综述中进一步讨论了各种减少这些负面影响的方法。另一个值得注意的功能是，wgm传感器可以像探测与感兴趣的分析物反应的表面固定化受体分子一样具体。
图2。芯片上的实验室工作组。左图和中间图显示了一种基于芯片传感器的微环谐振器，可以放大不同组件的图像。右图显示了支柱支撑的高Q型腔（来自Kim等人，实验室芯片2017）。
在综述中，将对WGMS芯片上的实验室应用分为两类进行讨论（图2）：平面谐振器使光耦合到多个环形谐振器中，这些谐振器与包含不同分析物的通道相连。这种类型的谐振器是低成本的，允许对样品进行并行探测。支柱支撑的高Q型腔是第二种类型，由于基板和空腔之间的气隙，具有高Q系数。支柱支撑谐振器由于制造困难，成本较高。除此之外，基于液滴的体内通过wgm传感器进行的传感也被认为是一种替代方法，可以将分析物介质本身用作谐振器。在过去的十年里，WGM传感器已被广泛应用于研究高灵敏度的分子相互作用，受到越来越多的关注。
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Eugene Kim马丁D巴斯克和弗兰克·沃尔默
实验室芯片，2017，批判性评论
多伊：10.1039/C6LC01595F
*2017年7月12日前免费使用。
关于网络作家
布库古古斯库是个博士后芯片组上的BIOS实验室荷兰特文特大学。她的研究兴趣包括开发用于单细胞蛋白质定量分析的微流体装置，下一代测序，芯片研究的分区器官，在微型天平上对水进行脱盐。
