加州大学圣地亚哥分校利泽尔·拉比奥斯 支持异常点(EPs)的多层周期性等离子体结构示意图
学分:坎特实验室/自然物理 加州大学圣地亚哥分校和加州大学伯克利分校的工程师创造了一种基于光的技术，可以检测分子量比以前小两个数量级以上的生物物质
这一进步是通过建造一种装置来实现的，这种装置在利用被称为异常点(EPs)的数学奇点的同时收缩光线。
这项发表在《自然物理》杂志上的研究可能会导致超灵敏设备的开发，这种设备可以快速检测人体血液中的病原体，并大大减少患者获得血液检测结果所需的时间
“我们的目标是克服光学设备的基本限制，并发现新的物理原理，使以前认为不可能或非常具有挑战性的东西成为可能，”电气工程和计算机科学副教授、劳伦斯·伯克利国家实验室的教员科学家布巴卡尔·坎特说，他在加州大学圣地亚哥分校担任电气和计算机工程教授期间领导了这项工作
“我真正感兴趣的是在如此小的规模上实现这种奇点的能力
结果从根本上来说既令人兴奋，又非常重要
" 光的波长比大多数生物相关物质的尺寸大得多
光要与这些小物质强烈相互作用，其波长必须减小
研究人员使用了等离子体激元，这是一种电子波的小流体，可以在金属纳米结构中来回移动
该小组将两个等离子体纳米天线阵列放在一起，每个阵列产生等离子体共振，控制特定频率的光波
研究人员然后“耦合”纳米天线阵列，推动两种波聚在一起，直到它们最终以相同的频率共振，最关键的是，以相同的速率损失能量——这一时刻被称为异常点
这标志着研究人员首次将EPs用于疟原虫
当外部物质与电生理接触并干扰能量损失的同步速率时，该装置以更高的灵敏度检测该物质
“虽然已经探索了许多方法来使生物传感器更加灵敏，但是使用耦合等离子体纳米天线阵列的电生理来提高灵敏度是一种独特的方法
加州大学圣迭戈分校雅各布斯工程学院的电气和计算机工程教授、该研究的合著者罗玉华说:“它将信号和目标浓度(或拷贝数)之间的基本关系从简单的线性关系改变为平方根方程，这是设计卓越灵敏度的关键。”
该设备检测到血液中的抗免疫球蛋白G，这是人类血液中最常见的抗感染抗体，其分子量比以前使用疟原虫阵列的报告轻267倍
坎特说，在原始设备上增加额外的等离子体阵列也可以进一步提高电子探针的灵敏度
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