俄罗斯科学家开发出一种基于激光技术的新型光学生物传感器，能够在几秒钟内识别感染性疾病。该装置通过红外光检测有害细菌和病毒，有望在机场等大型交通枢纽广泛应用，用于实时监测大量人流。相关研究发表在《激光物理快报》上。

传感器由规则微穿孔的银纳米薄膜沉积在天然矿物萤石支撑的透明基板上制成。生物样本（如鼻黏膜刮取物）置于薄膜上，随后用红外光谱仪照射。通过分析透射光谱，可推断特定病原体的存在。为验证平台有效性，研究人员使用金黄色葡萄球菌进行实验，成功实现了即时检测。

传统方法如聚合酶链式反应（PCR）需要数天才能出结果，而新技术可立即提供检测结果。目前，机场等场所主要依赖热成像摄像机监测体温，但发烧可能由多种原因引起，需要进一步分析。新传感器能快速区分感染与非感染因素，提高筛查效率。

该研究由机械与光学大学、国家核研究大学、列别捷夫物理研究所、莫斯科物理技术研究所的科学家主导，并与莫斯科传染病临床医院合作完成。传感器的另一优点是高灵敏度：“光学生物传感器使用我们的技术可以检测单个细菌”，机械与光学大学激光技术与仪器学院的Sergey Kudryashov表示。他补充道，该技术对幼儿园、学校等公共场所的传染病早期诊断尤其有价值，也可帮助传染病医院实现更快的诊断。

灵敏度归因于银质薄膜的光栅状结构。红外线通过传感器时，在表面规则分布，微孔处形成热点。微生物在热点中有效填充并吸附，提高了检测概率。数百万个微孔通过激光切割，利用衍射光学元件空间复用成微束，实现了自动化快速生产。

此前，类似传感器只能通过高倍电子显微镜观察，无法用于实际实验室分析。新方法使微孔结构覆盖面积达一平方厘米，可制作出适用于生物材料检测的原型。尽管光学生物传感的概念并非全新，但早期技术无法制造出可用于实验室测试和临床实践的原型。

在投入医疗实践前，科学家还需建立细菌的红外光谱参考数据库，用于与红外光谱仪数据比对。例如，金黄色葡萄球菌具有来自类胡萝卜素的独特指纹。未来，由于较低的生产成本和快速制造工艺，以及更常见基板材料的使用，该传感器平台有望得到广泛应用。一旦光谱库校准完成，传感器不仅能识别致病微生物类型，还能区分近似菌株。