光子設(shè)備也可用作納米傳感器，以量化臨床相關(guān)樣品的濃度。光子納米傳感器的工作原理基于結(jié)合了布拉格光柵的水凝膠膜體積的化學(xué)調(diào)制。當(dāng)水凝膠在化學(xué)刺激下膨脹或收縮時(shí)，布拉格光柵會(huì)改變顏色并使不同波長(zhǎng)的光發(fā)生衍射。衍射光可以與目標(biāo)分析物的濃度相關(guān)。

比色法納米傳感器：

這一類納米傳感器是通過(guò)比色法工作的納米傳感器。其工作原理是，分析物的存在引起化學(xué)反應(yīng)或形態(tài)變化，從而發(fā)生可見(jiàn)的顏色變化。典型的應(yīng)用是金納米顆粒可用于檢測(cè)重金屬，也可以通過(guò)比色變化檢測(cè)到許多有害氣體，例如通過(guò)市售的DragerTube。這些可以替代龐大的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兛梢孕⌒突杂糜诓蓸狱c(diǎn)設(shè)備。再例如，許多化學(xué)藥品受到環(huán)境保護(hù)署的監(jiān)管并需要進(jìn)行廣泛的測(cè)試，以確保污染物水平在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。比色納米傳感器提供了一種現(xiàn)場(chǎng)確定許多污染物的方法。

四、生產(chǎn)納米傳感器的方法

目前可以通過(guò)使用不同的方法來(lái)制備納米傳感器。三種常見(jiàn)的方法是自上而下的光刻，自下而上的制造（例如受控的橫向外延生長(zhǎng)和原子層沉積）以及自組裝的納米結(jié)構(gòu)（通常使用生物分子（例如脂質(zhì)體）完成）的組合方式，分析物的生化檢測(cè)將轉(zhuǎn)換為電信號(hào)）。

方法1：自上而下

自上而下的光刻是現(xiàn)在制造大多數(shù)集成電路的方式。它涉及從一些較大的材料開(kāi)始，然后雕刻出所需的形式。這些精雕細(xì)琢的設(shè)備，特別是在用作微傳感器的特定微機(jī)電系統(tǒng)中使用的設(shè)備，通常只能達(dá)到微米尺寸，但是其中最新的已開(kāi)始包含納米尺寸的組件。

方法2：自下而上

生產(chǎn)納米傳感器的另一種方法是通過(guò)自下而上的方法，該方法包括將傳感器組裝成更多的微小成分，最可能是單個(gè)原子或分子。這將涉及將特定物質(zhì)的原子一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)到特定位置，盡管這是在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中使用原子力顯微鏡之類的工具實(shí)現(xiàn)的，但由于邏輯上的原因，這仍然是一個(gè)很大的困難，尤其是在批量生產(chǎn)時(shí)以及經(jīng)濟(jì)的。此過(guò)程最有可能主要用于構(gòu)建自組裝傳感器的起始分子。

方法3：自組裝

第三種方法有望帶來(lái)更快的結(jié)果，它涉及自組裝或“增長(zhǎng)”用作傳感器的特定納米結(jié)構(gòu)。這通常需要一整套已經(jīng)完整的組件，這些組件會(huì)自動(dòng)將其組裝成成品。準(zhǔn)確地能夠在實(shí)驗(yàn)室中為所需的傳感器復(fù)制這種效果將意味著，科學(xué)家可以通過(guò)讓大量分子在很少或沒(méi)有外界影響的情況下自行組裝，而不必手動(dòng)組裝每個(gè)傳感器，從而更快，更便宜地制造納米傳感器。

五、制造納米傳感器的5大材料技術(shù)

1、基于納米粒子和納米團(tuán)簇的納米傳感器

納米粒子（主要是貴金屬粒子）具有出色的尺寸相關(guān)光學(xué)特性，這些特性已用于構(gòu)建光學(xué)納米傳感器。

稱為局部表面等離子體共振（LSPR）的現(xiàn)象的光譜取決于納米粒子本身的大小，形狀和材料以及粒子的環(huán)境。LSPR傳感器的高靈敏度可以接近大型生物分子的單分子檢測(cè)極限。

除金屬納米顆粒外，基于熒光測(cè)量的光學(xué)納米傳感器已用半導(dǎo)體量子點(diǎn)構(gòu)建，其他光學(xué)傳感器也已利用納米級(jí)探針開(kāi)發(fā)，這些探針包含染料，其染料在待測(cè)分析物存在下會(huì)被淬滅。還有納米顆粒膜也已被用于氣體傳感器；與生物識(shí)別分子（即DNA，酶等）結(jié)合的磁性納米顆粒已用于富集要檢測(cè)的分析物。

例如，研究人員開(kāi)發(fā)了一種基于金納米粒子的酶生物標(biāo)記測(cè)試，可以檢測(cè)人類，動(dòng)物和食品中被稱為蛋白酶的疾病的酶標(biāo)記。該納米傳感器通過(guò)可見(jiàn)的變色反應(yīng)指示何時(shí)存在蛋白酶。