西班牙高级科学研究理事会下属微米与纳米技术研究所Eduardo Gil-Santos、Javier Tamayo通过光机械微腔（optomechanical microcavity）对单个细菌的振动变化情况进行表征，构建了一种新型振动谱学测试方法。北京大学肖云峰对该研究发表了新闻稿，并刊发在最近的Nature Nanotechnology上。

从微观粒子到天体范围内的各种物体都会发生振动，通过对这些振动过程进行研究，能得到许多信息。比较常见的例子：通过红外光散射实验能够对分子的结构进行表征，在生物学中，物体的振动和结构之间的信息虽然不是直接相关的，但是通过对生物体中的细菌、病毒等核算/蛋白进行测试，能够得到其机械柔韧性相关信息，对疾病诊断有所帮助。细菌的振动范围囊括了兆赫~吉赫兹的范围，这个范围不在传统Raman光谱或纳米机械共振器的范围内。Gil-Santos等通过将光学和力学结合，实现了在微腔中对单个细菌的振动信号监测。

本文要点：

（1）通过制作足够大的半导体微型磁盘基底，并将单个细菌负载到上面，通过波导将激光引导到基底上，并且由于磁盘基底上有周期性分布的结构，并形成周期性分布的回音壁结构（whispering gallery modes）。当细菌结合到磁盘上后，光学和振动信息发生变化，作者分析得出系统的响应包括三种：分析物种影响可能引起频率红移作用，或者无法引起频率变化，当分析物的频率和基底的频率类似时发生共振。通过对共振过程的信号进行分析。作者通过对表皮葡萄球菌进行分析，结果显示在不同的湿度氛围中（RH 0~80 %）细菌的频率信号进行收集和分析，结果显示当湿度提高时信号发生明显改变。该方法能够分析纳米范围内的生物微粒。并有望通过分析微粒的光/力学信号，实现对生物微粒的力学信息（mechanical modes）描述。

参考文献

Da Xu & Yun-Feng Xiao*

Listening to the sound of a bacterium. Nat. Nanotechnol. 2020

DOI：10.1038/s41565-020-0681-x

https://www.nature.com/articles/s41565-020-0681-x

Eduardo Gil-Santos*, Jose J. Ruz, Oscar Malvar, Ivan Favero, Aristide Lemaître, Priscila. M. Kosaka, Sergio García-López, Montserrat Calleja & Javier Tamayo*

Optomechanical detection of vibration modes of a single bacterium，Nat. Nanotechnol. 2020

DOI：10.1038/s41565-020-0672-y

https://www.nature.com/articles/s41565-020-0672-y