科技日報記者 陳曦 通訊員 趙暉
記者7日從天津大學獲悉，該校精密儀器與光電子工程學院光電子科學技術系科研團隊開發了一種新型太赫茲光聲系統。該系統成功克服“水干擾”難題，首次實現無需抽血或標記即可實時監測活體小鼠血鈉水平，人體實驗也證實了其臨床應用潛力。這一突破不僅推動了無創診斷技術發展，更為太赫茲技術在生物醫學領域的應用開辟了新途徑。相關成果日前發表在國際期刊《光學》上。
據了解，這項研究突破了長期困擾太赫茲生物醫學應用的技術瓶頸。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，是理想的生物醫學檢測工具。但其極易被水吸收的特性嚴重制約了實際應用。
為此，研究團隊創新性地將光聲檢測技術與太赫茲光譜技術相結合的光聲檢測系統，通過檢測樣品吸收太赫茲能量后產生的超聲波信號，巧妙規避了水分子對太赫茲波的強吸收干擾。
在具體技術實現上，該系統采用模塊化設計發射太赫茲波，激發血液中鈉離子振動產生超聲波，再通過超聲換能器捕獲信號。這種技術路徑不僅實現了對活體小鼠血鈉濃度的長期無創監測，在人體志愿者試驗中也展現出良好的應用前景。
文章通訊作者、天津大學教授田震表示，這項突破具有重要的臨床價值。血鈉濃度的精準測量對脫水癥、腎臟疾病及部分神經/內分泌紊亂的診療至關重要。傳統檢測方法需要抽血，而新技術實現了無創檢測，為“無針診斷”開辟了新途徑。
“我們創新性地采用太赫茲光聲技術路徑，通過檢測富水樣品吸收太赫茲能量后產生的聲信號，繞開了物理除水的傳統思路，成功攻克了‘水干擾’難題。”田震說。
展望未來，文章第一作者、天津大學副教授李嬌表示：“這項技術未來不僅能檢測血鈉，還有望通過太赫茲特征吸收譜識別其他離子（鉀離子、鈣離子等）、糖類、蛋白質、酶等多種生物分子，發展前景廣闊。”
（天津大學供圖）
