上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
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3.457 µg和2.552 µg，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。
超材料传感芯片 太赫兹 高灵敏检测 脑胶质瘤 metamaterial sensor chip terahertz high sensitivity detection brain glioma disease 红外与激光工程
2021, 50(8): 20210279
1 上海理工大学光电信息科学与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
对同型半胱氨酸的太赫兹特征吸收光谱进行分析。首先使用密度泛函理论分析同型半胱氨酸分子的振动和转动模式,确保其理论吸收峰位于太赫兹光谱系统可测试范围内;然后,基于太赫兹时域光谱系统测量不同浓度同型半胱氨酸的特征吸收光谱,结合线性拟合方程精确反推出待测同型半胱氨酸的浓度。这些结果对于临床医学中同型半胱氨酸相关疾病的快速准确诊断具有重要意义。
光谱学 同型半胱氨酸 密度泛函理论 太赫兹时域光谱 光学学报
2019, 39(10): 1030003
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海200093
同型半胱氨酸是一种含硫氨基酸, 为蛋氨酸和半胱氨酸代谢过程中产生的重要中间产物, 它在人体血液或尿液中浓度含量过高时会大幅增加心血管疾病、老年痴呆、骨折等疾病的发病风险。基于太赫兹时域光谱系统, 针对液体状态下同型半胱氨酸的检测提出了浓缩富集再烘干的处理方法, 有效测量了不同浓度下同型半胱氨酸的太赫兹吸收光谱。经过与拉曼光谱方法的结果比对, 证明太赫兹检测的精度比拉曼光谱检测的精度提升了3倍。该结果对临床医学中同型半胱氨酸相关疾病的准确、快速诊断具有重要意义。
同型半胱氨酸 太赫兹精密光谱技术 拉曼光谱技术 定量识别 homocysteine terahertz precision spectroscopy technique Raman spectra technique quantitative identification 红外与激光工程
2019, 48(8): 0819001
