一、引言

微纳光子传感技术通过检测细胞代谢物浓度变化，实现对代谢状态的高灵敏度监测，为糖尿病、肥胖、心血管疾病等代谢类疾病的早期诊断与干预提供新手段。

二、微纳光子传感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，实现低浓度代谢物检测。

2. 微环谐振腔传感器

通过折射率变化检测葡萄糖、乳酸、尿酸等代谢物浓度。

3. 光子晶体传感器

基于光子带隙偏移检测生物分子与代谢物的结合状态。

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、微纳光子结构等。

2. 光学探测与信号读出系统

包括激光光源、拉曼光谱仪、光电探测器等。

3. 数据分析与建模平台

用于信号归一化、浓度拟合与代谢状态建模。

四、典型应用场景

1. 糖尿病血糖监测

实现无创或微创血糖检测，替代传统指尖采血方式。

2. 运动生理监测

实时检测乳酸、肌酐等指标，评估运动负荷与恢复状态。

3. 心血管疾病代谢标志物检测

如胆固醇、尿酸、同型半胱氨酸等，用于疾病风险评估。

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；

复杂体液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；

标准化检测流程与国际互认体系建设。