高度可调且完全生物相容的丝蛋白纳米等离激元光学传感器

操纵等离激元共振的新概念以及等离激元器件的生物相容性，在生物医学和生物学研究中涉及高灵敏度实时和体内监测分析物的多种应用中展现出巨大潜力。在此，我们报道了一种由天然丝蛋白和金纳米结构组成的生物相容且高度可调的等离激元生化传感器。我们的丝蛋白等离激元吸收体传感器（SPAS）利用了金属-绝缘体-金属谐振器中的强局域场增强效应，其中丝蛋白用作绝缘间隔层和基底。丝蛋白绝缘间隔层具有水凝胶特性，因此在暴露于水-醇混合物时表现出可控的溶胀。我们通过实验和数值模拟表明，反射率极小值的剧烈光谱移动源于溶胀过程中丝蛋白间隔层物理体积和折射率的变化。此外，我们将该 SPAS 器件用作葡萄糖传感器，具有高达 1200 nm/RIU（折射率单位）的极高灵敏度和较高的相对强度变化。