納米間隙電極傳感器件的突出特點是直接地將待測物質(zhì)的某種特性轉(zhuǎn)化為更簡潔、更直觀的電信號——如電阻、阻抗、電容、介電性等，以實現(xiàn)對目標(biāo)分子的痕量、高靈敏度檢測。其中，針對痕量的待測目標(biāo)分子，如何獲得增強(qiáng)的、有效的信號一直是研究熱點之一。智能所研究人員運(yùn)用金納米顆粒構(gòu)筑了納米間隙電極，提出了兩種檢測新思路。
首先，研究人員通過在納米間隙電極間引入硒化鎘量子點（CdSe量子點），通過硒化鎘量子點對紫外可見光的光敏特性，從而有效地提高了有機(jī)分子鏈霉親和素檢測的靈敏度與信號強(qiáng)度。檢測濃度低至10納米（紫外光照條件下信號增強(qiáng)可達(dá)到40納安左右）。同時，還采用電化學(xué)阻抗譜和循環(huán)伏安法進(jìn)一步證實了紫外可見光照下信號顯著增強(qiáng)效應(yīng)；而且停止光照后電化學(xué)阻抗值恢復(fù)到未加光照的水平，表明硒化鎘量子點的信號增強(qiáng)作用是可靠且可逆的。這一研究結(jié)果近期發(fā)表在國際納米材料雜志《微尺度》上（Small, 2012, 8, 3274-3281），并被選為當(dāng)期封面。
相反地，研究人員將環(huán)糊精組裝到金納米顆粒表面，利用環(huán)糊精分子（CD）空腔對于多氯聯(lián)苯分子（PCBs）的捕獲作用，提出了另一種“抑制電荷輸運(yùn)”式檢測新方法，即當(dāng)不良介電性質(zhì)的多氯聯(lián)苯分子進(jìn)入到環(huán)糊精分子空腔后，測量的電流信號強(qiáng)度顯示出明顯的下降。采用該方法對多氯聯(lián)苯的最低檢測濃度達(dá)到1納米。該器件對待測有機(jī)分子的介電性能和分子體積有較高選擇性。“熱電子發(fā)射”的電子隧穿模型的模擬結(jié)果表明：納米間隙中介質(zhì)的相對介電常數(shù)以及納米間隙的間距尺寸是兩個引起電流變化的主要原因。此項研究成果發(fā)表在了美國化學(xué)會《分析化學(xué)》雜志上（Analytical Chemistry, Articles ASAP, DOI: 10.1021/ac302078d）。
相關(guān)研究成果刊登在Small2012年第21期封面
