摘要：太赫兹波的指纹光谱特性使其对生物分子具有良好的识别能力。然而,传统压片方法对应太赫兹技术的最低检测限为毫克量级,不能满足生物医学领域低浓度检测(微克及以下)的应用需求。为此,以7-甲基鸟嘌呤为例,基于电容电感效应,设计了一款增强太赫兹检测灵敏度的超材料芯片。其最小检测限度可达6.30μg,约为传统压片法测得的2.95 mg的1/500,具有灵敏度高、无需标记、响应快、测量简单等优点。而且,当7-甲基鸟嘌呤物质和其他物质混合在一起,在芯片上会表现出不同的频移变化规律,既可以有效地实现定性区分,也可以利用芯片的高检测灵敏度从混合物中定量检测相关物质。这些结果为临床医学中分子甲基化相关疾病的快速准确诊断提供了重要参考价值。

摘要：太赫兹波因其指纹谱识别和无损探测等特性可被应用于物质的快速定性与定量识别。现阶段太赫兹技术方法对物质含量检测的下限在毫克量级,然而实际生物医学样本中待测物的浓度通常在微克量级甚至以下,现有方法限制了其检测灵敏度和可行性。研究中以脑胶质瘤里的特异性物质肌醇(MI)和γ-氨基丁酸(GABA)为例,基于电容电感效应,设计了一款增强太赫兹检测灵敏度的超材料芯片。然后通过测试MI和GABA在不同浓度下的太赫兹光谱,证明其各自随着浓度的变化,芯片谐振峰频移呈现不同的规律,从而进行有效的定性识别,且对于MI和GABA的已知样品,可以根据频移规律实现定量分析。根据实验数据计算可得,所设计的芯片对这两种样品含量检测下限分别为3.457μg和2.552μg,与传统压片法的检测极限相比提高了三个数量级。这些结果对后期生物医学中定性和定量检测疾病的微量特异性物质具有重要参考价值。