智能所在纳米间隙电极传感器件研究工作中获重要进展

　　在国家重点基础研究发展计划（973项目）、国家自然科学基金委重大研究计划“纳米制造的基础研究”、中科院“百人计划”等项目的大力支持下，近期，中科院合肥研究院智能所仿生功能材料与传感器件研究中心研究员刘锦淮和黄行九带领课题组在纳米间隙电极传感器件的研究中取得重要进展。

　　纳米间隙电极传感器件的突出特点是直接地将待测物质的某种特性转化为更简洁、更直观的电信号——如电阻、阻抗、电容、介电性等，以实现对目标分子的痕量、高灵敏度检测。其中，针对痕量的待测目标分子，如何获得增强的、有效的信号一直是研究热点之一。智能所研究人员运用金纳米颗粒构筑了纳米间隙电极，提出了两种检测新思路。

　　首先，研究人员通过在纳米间隙电极间引入硒化镉量子点（CdSe量子点），通过硒化镉量子点对紫外可见光的光敏特性，从而有效地提高了有机分子链霉亲和素检测的灵敏度与信号强度。检测浓度低至10纳摩尔/升（紫外光照条件下信号增强可达到40纳安左右）。同时，还采用电化学阻抗谱和循环伏安法进一步证实了紫外可见光照下信号显著增强效应；而且停止光照后电化学阻抗值恢复到未加光照的水平，表明硒化镉量子点的信号增强作用是可靠且可逆的。这一研究结果近期发表在国际纳米材料杂志《微尺度》上（Small, 2012, 8, 3274-3281），并被选为当期封面。

　　相反地，研究人员将环糊精组装到金纳米颗粒表面，利用环糊精分子（CD）空腔对于多氯联苯分子（PCBs）的捕获作用，提出了另一种“抑制电荷输运”式检测新方法，即当不良介电性质的多氯联苯分子进入到环糊精分子空腔后，测量的电流信号强度显示出明显的下降。采用该方法对多氯联苯的最低检测浓度达到1纳米。该器件对待测有机分子的介电性能和分子体积有较高选择性。“热电子发射”的电子隧穿模型的模拟结果表明：纳米间隙中介质的相对介电常数以及纳米间隙的间距尺寸是两个引起电流变化的主要原因。此项研究成果发表在了美国化学会《分析化学》杂志上（Analytical Chemistry, Articles ASAP, DOI: 10.1021/ac302078d）。

　　相关研究成果刊登在Small2012年第21期封面