综述：基于回音壁模式的光学生物传感：超灵敏生物检测与生物成像的发展与应用综述

这篇综述系统阐述了基于回音壁模式（Whispering Gallery Mode, WGM）的光学生物传感技术，重点探讨了WGM谐振腔的设计原理、功能化策略及其在超灵敏生物检测（如小分子、大分子、病原体）和生物成像中的应用优势（如免标记、高灵敏度）。文章为跨领域研究者提供了开发WGM生物传感器的创新视角，涵盖疾病诊断、药物发现及环境监测等场景。

　　

Whispering Gallery Mode-based Optical Biosensing: A Review on Development and Applications in Ultrasensitive Biological Detection and Bioimaging

Abstract
回音壁模式（WGM）光学生物传感技术凭借其超高灵敏度和免标记特性，成为生物检测领域的新宠。通过电磁场在谐振腔表面的多次循环增强光与生物分子的相互作用，WGM传感器可实时监测分子结合引起的共振频率偏移，为生命科学研究提供全新工具。

Introduction
传统光学检测技术如表面等离子共振（SPR）和荧光（FL）面临标记依赖、光漂白等瓶颈。WGM传感器通过微腔结构将光限制在亚波长尺度，其倏逝场可探测单个纳米颗粒的结合事件，在芯片集成和实时监测方面展现出独特优势。

Whispering Gallery Mode-based Biosensing
WGM谐振腔的球形（微球）或环形（微环）几何结构决定其品质因子（Q值）和模式体积。通过二氧化硅、聚合物等材料的功能化修饰（如抗体固定），可实现对特定生物分子的捕获。当目标物结合时，谐振波长红移程度与分子质量呈正相关，理论检测限可达飞摩尔级。

Application in Biological Detection and Imaging

• 小分子检测：微环谐振腔成功监测葡萄糖浓度变化，用于糖尿病管理；
• 核酸分析：高Q值二氧化硅微球实现单链DNA的杂交动力学追踪；
• 病原体诊断：功能化微滴传感器在埃博拉病毒检测中展现₁₀³ PFU/mL的灵敏度；
• 细胞成像：荧光标记的WGM微球可对肿瘤细胞表面受体进行亚细胞级定位。

Conclusions and Future Outlook
尽管WGM传感器在生物相容性和批量制备上仍存挑战，但通过等离子体耦合（如金纳米颗粒修饰）和微流控集成，其在器官芯片和活体成像中的应用前景广阔。

（注：全文严格基于原文内容缩编，专业术语如Q值、倏逝场等均保留原始表述）