太赫兹和声波的结合使无针血钠检测成为可能

最近，天津大学的研究人员开发了一种新的太赫兹光声系统，解决了水的影响，可以实现活鼠钠水平的实时测量，无需抽血或标记，并通过人体实验初步验证了临床治疗的潜力和可行性。

据报道，这一结果突破了太赫兹生物医学应用领域的瓶颈——水的影响，并显示出巨大的发展空间。这不仅意味着无针诊断迈出了重要一步，而且也标志着太赫兹光在生物医学领域的巨大突破。相关论文最近由Optica发表。

太赫兹波位于微波和中红外波段之间，具有能量低、组织无害、透射性弱等优点，能敏感捕捉生物结构的功能变化，是理想的生物医学检测工具。但太赫兹波很容易被水吸收，太赫兹生物医学的应用长期面临两个挑战——如何消除复杂样本中水分子的影响，并通过厚生物组织进行体检。

血钠的准确测量对脱水、肾脏疾病和一些神经/内分泌紊乱的诊断和治疗尤为重要。天津大学研究小组开发了一种结合光声检测和太赫兹光谱技术的检测系统，可以长期微创监测血钠浓度。该系统通过模块化系统发射太赫兹波，引起血液中钠离子振动产生超声波，并通过超声传感器捕捉信号。

这种光声检测技术将吸收的太赫兹能量转化为声波，有效地解决了水对太赫兹波强吸收的影响，可以在无标记的环境中长期监测活体小鼠的血钠浓度，身体志愿者的实验也显示出积极的结果。“通过引入光声技术，我们首次实现了太赫兹波的体离子检测，这是临床转化的重要突破。”天津大学教授田震说。

天津大学副教授李娇和博士生姚怡欣是共同第一作者，通讯作者是天津大学教授田震，均来自精密仪器与光电子工程学院光电子科技系。

田震说，太赫兹波在生物医学应用中的主要瓶颈是水强吸收的影响。团队创新地选择了太赫兹光声技术路径，通过检测富水样品吸收太赫兹能量后产生的声信号，绕过了传统的物理除水理念，成功地克服了水的影响问题。

“未来不仅可以检测血钠，还有望通过太赫兹吸收谱识别其他离子(钾离子、钙离子等)、糖、蛋白质、酶等生物分子，发展前景广阔。”李娇说。