天然生物材料中的纳米结构超表面（metasurface）展现了与众不同的光子相关性质，并在量子光学、光电子学、生物检测等领域展现了应用。最近研究人员在亚波长范围内实现了光-物质之间的精细调控。但是，目前的相关制备方法中有花费较高和耗时巨大的特点，并且由于光刻技术的技术限制只能得到非常小的活性区域，因此在对生物结构的表征上有着较大缺陷（生物材料体积较大，需要更大的区域）。斯坦福医学院、盖亚医学院、加州大学的研究者等发展了一种塑料模板实现了具有较大区域的可调节的超界面，并具有周期性的金属-介电层，能够发生激发等离子体法诺共振跃迁（Plasmonic Fano resonance transitions），并实现多模式和多路检测蛋白和病毒。

本文要点：

（1）通过化学刻蚀方法对超表面进行刻蚀，实现了对DVD塑料基底修饰周期性的金属Plasmonic层和电介质。这种超结构能够通过和微液体配合，实现了增强的光-物质相互作用，并实现了0 D~4 D实时生物信号监测。

（2）制备方法。在DVD表面上通过电子束沉积方法修饰多层金属（Ti, Ag, Au）。在DVD上通过相关处理（除去表面层；PR、金属层，随后在乙醇/甲醇溶液中清理，再通过再丙酮/异丙醇溶液中刻蚀），得到了清洁和化学刻蚀的表面上，随后通过电子束方法沉积10 nm Ti，30 nm Ag，15 nm Au。

（3）这种表面多层结构具有在不同方向上的多种激发光模式。沉积的多层金属具有表面Plasmonic极化作用（Surface plasmonic polarization, SPP）。作者发现这种结构能够实时对蛋白质(protein G)、抗体分子（anti-gp120）、病毒（HIV-1）通过手性信号的改变进行表征。实现了对HIV浓度低达40 copies/μL的检测。

参考文献

Rajib Ahmed, Mehmet Ozgun Ozen, Merve Goksin Karaaslan, Cecilia A. Prator, Cassandra Thanh, Shreya Kumar, Leonel Torres, Nikita Iyer, Sadie Munter, Sarka Southern, Timothy J. Henrich, Fatih Inci*, Utkan Demirci*

Tunable Fano-Resonant Metasurfaces on a Disposable Plastic-Template for Multimodal and Multiplex Biosensing

Adv. Mater. 2020, DOI: 10.1002/adma.201907160

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907160