从家用血糖仪到冠状病毒快速检测，即时检测的普及正在加速和改善医疗服务。然而，继续升级推动这些产品增长的传感技术正变得越来越具有挑战性。

例如，一些光学传感芯片包含的纳米结构几乎与它们正在寻找的生物和化学分子一样小。这些纳米结构提高了传感器检测分子的能力。但是它们的小尺寸使得很难将分子引导到传感器的正确区域。

“这有点像建造一辆更流线型的新赛车，因此跑得更快，但它的车门太小，驾驶员无法进入汽车，”电气学助理教授 Peter Q. Liu 博士说布法罗大学工程与应用科学学院的工程学。

刘——与博士苗祥龙一起。他实验室的候选人和桑迪亚国家实验室综合纳米技术中心的 Ting Shan Luk 博士创建了一种针对这个问题的新传感器。

在一月份发表在Advanced Materials上的一项研究中进行了描述，该传感器使用表面增强红外吸收 (SEIRA) 光谱。光谱学涉及研究光如何与物质相互作用。虽然红外吸收光谱已经存在了 100 多年，但研究人员仍在努力使这项技术更强大、更实惠、更通用。顾名思义，这些传感器使用电磁光谱中红外波段的光，用于遥控器、夜视镜和其他产品。

新传感器由几排微小的矩形金条组成。工程师将试纸浸入 1-十八硫醇中，这是一种他们选择识别的化合物（通常缩写为 ODT）。

然后，研究人员添加了一滴液态金属——在本例中为镓——作为传感器的底座。最后，他们在顶部放置了一个薄玻璃盖，形成了一个类似三明治的结构。

传感器的设计，带有层和腔，创造了研究人员所说的“纳米贴片天线”。天线既能将分子漏斗到空腔中，又能吸收足够的红外光来分析生物和化学样品。

“即使是我们传感器中的单层分子也会导致反射光量发生 10% 的变化，而典型的传感器可能只会产生 1% 的变化，”刘说，他补充说，该团队将继续改进传感器的目标是用于生物分析传感和医学诊断应用，例如传感与某些疾病相关的生物标志物。

在测量了 ODT 后，研究人员用棉签从传感器芯片表面去除了液态镓。这个过程允许传感器被重复使用，这可以使它比类似的替代品更具成本效益。

“我们传感器的结构使其适用于护理点应用程序，这些应用程序可以由护士在患者身上实施，甚至可以在医院外的患者家中实施，”他说。