太赫茲+聲波！我國科學家使無針血鈉檢測成為可能
來源： 新華社
2025-07-07 15:03:00
新華社天津7月7日電（記者張建新、栗雅婷）近日，我國科研人員開發了一種新型太赫茲光聲系統，在無針診斷領域邁出了重要一步。該系統克服了水干擾，無需抽血或標記，實現了對活體小鼠鈉水平的實時測量，并通過人體實驗初步驗證了其走向臨床應用的潛力與可行性。
據悉，該研究成果由天津大學精密儀器與光電子工程學院教授田震、副教授李嬌、博士生姚怡昕取得，并于近日在國際學術期刊《光學》上發表。
太赫茲波位于微波與中紅外波段之間，具有低能量、組織無害性、弱散射性等優勢，并能敏感捕捉生物結構功能變化，是理想的生物醫學檢測工具。但太赫茲波容易被水吸收，太赫茲生物醫學應用長期面臨兩大挑戰：如何排除復雜樣本中水分子的干擾，以及穿透厚生物組織實現在體探測。
太赫茲光聲可在體無標記檢測血鈉離子。（受訪者供圖）
血鈉精準測量對脫水癥、腎臟疾病及部分神經/內分泌紊亂的診療至關重要。該研究團隊研發了一種結合光聲檢測與太赫茲光譜技術結合的檢測系統，可長期無創監測血液鈉濃度。
田震介紹，該系統通過模塊化系統發射太赫茲波，激發血液中鈉離子振動產生超聲波，經超聲換能器捕獲信號。這種光聲檢測技術將吸收的太赫茲能量轉化為聲波，有效克服了水分子對太赫茲波的強吸收干擾，可在無標記條件下長期監測活體小鼠血鈉濃度，人體志愿者的試驗也顯示出積極結果。
“該系統未來不僅能檢測血鈉，還有望通過太赫茲特征吸收譜識別鉀離子和鈣離子等其他離子、糖類、蛋白質、酶等多種生物分子，發展前景廣闊。”李嬌說。