一、引言

微纳光子传感技术通过操控光在微纳米尺度下的传播与聚焦，实现对单个生物分子的高灵敏度检测，是推动精准医学、个性化诊断与疾病机制研究的重要手段。

二、单分子检测的基本原理与发展历程

1. 表面增强拉曼光谱**（SERS）

利用金属纳米结构增强分子拉曼信号，实现单分子级检测。

2. 微腔光子传感

如微环、微球腔，通过光场局域化提升检测灵敏度。

3. 单分子荧光与光镊技术

实现分子定位、动力学与相互作用研究。

三、核心技术与系统组成

1. 纳米结构加工与功能化修饰

如金/银纳米颗粒、光子晶体等。

2. 激光与光学探测模块

包括共聚焦显微镜、荧光寿命成像（FLIM）等。

3. 数据分析与建模平台

用于分子识别、轨迹追踪与动力学建模。

四、典型应用场景

1. 癌症标志物单分子检测

如EGFR、HER2等蛋白分子，用于早筛与疗效评估。

2. DNA与RNA突变检测

识别单核苷酸多态性（SNP）用于遗传病筛查。

3. 药物与靶点分子相互作用研究

评估药物亲和力与结合动力学。

五、挑战与未来发展趋势

当前面临的问题包括：

传感器稳定性与重复性不足；

复杂样本中干扰物质影响检测准确性；

批量制造成本高限制普及率。

未来发展方向包括：

AI辅助信号处理与数据分析系统；

可穿戴式微纳光子传感器开发；

多参数联合检测平台建设；

低成本一次性传感器推广应用；

结合类器官与器官芯片实现更真实测量环境。