納米間隙電極傳感器件的突出特點(diǎn)是直接地將待測(cè)物質(zhì)的某種特性轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)潔、更直觀的電信號(hào)——如電阻、阻抗、電容、介電性等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)分子的痕量、高靈敏度檢測(cè)。其中，針對(duì)痕量的待測(cè)目標(biāo)分子，如何獲得增強(qiáng)的、有效的信號(hào)一直是研究熱點(diǎn)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(cè)新思路。
首先，研究人員通過(guò)在納米間隙電極間引入硒化鎘量子點(diǎn)（CdSe量子點(diǎn)），通過(guò)硒化鎘量子點(diǎn)對(duì)紫外可見(jiàn)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(cè)的靈敏度與信號(hào)強(qiáng)度。檢測(cè)濃度低至10納米（紫外光照條件下信號(hào)增強(qiáng)可達(dá)到40納安左右）。同時(shí)，還采用電化學(xué)阻抗譜和循環(huán)伏安法進(jìn)一步證實(shí)了紫外可見(jiàn)光照下信號(hào)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(diǎn)的信號(hào)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(guó)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(duì)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(cè)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(cè)量的電流信號(hào)強(qiáng)度顯示出明顯的下降。采用該方法對(duì)多氯聯(lián)苯的最低檢測(cè)濃度達(dá)到1納米。該器件對(duì)待測(cè)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(duì)介電常數(shù)以及納米間隙的間距尺寸是兩個(gè)引起電流變化的主要原因。此項(xiàng)研究成果發(fā)表在了美國(guó)化學(xué)會(huì)《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
