據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，倫敦瑪麗女王大學(xué)（Queen Mary University of London）和格拉斯哥大學(xué)（University of Glasgow）多學(xué)科研究人員展開合作，利用太赫茲超構(gòu)表面（Metasurface）開發(fā)了一款革命性的生物傳感器，能夠以極高的靈敏度檢測皮膚癌，這可能為各類癌癥和其它疾病的早期、便捷性診斷鋪平道路，展示了在癌癥早期檢測方面取得了重大進(jìn)展，相關(guān)研究成果以Highly Sensitive Terahertz Metasurface Based on Electromagnetically Induced Transparency-Like Resonance in Detection of Skin Cancer Cells為題發(fā)表在IEEE Transactions on Biomedical Engineering期刊上。

（a）展示生物傳感器的柔性；（b~c）在光學(xué)顯微鏡下制備的太赫茲超構(gòu)表面生物傳感器；（d）24孔板培養(yǎng)基底細(xì)胞癌（BCC）三維膠原凝膠模型及其（e）近距離觀察圖像。

倫敦瑪麗女王大學(xué)電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院博士后研究助理、該研究的第一作者Shohreh Nourinovin博士解釋道：“皮膚癌的傳統(tǒng)檢測方法通常要用到CT、PET掃描以及侵入性高頻技術(shù)，昂貴且耗時(shí)。該生物傳感器提供了一種非侵入性且高效的解決方案，利用太赫茲波（一種能量比X射線低的電磁輻射，對人類來說是安全的）的獨(dú)特特性來檢測細(xì)胞特性的細(xì)微變化。”

該研究關(guān)鍵的創(chuàng)新之處在于對生物傳感器的設(shè)計(jì)，其特點(diǎn)是在柔性襯底上設(shè)有微小的不對稱諧振器，可檢測細(xì)胞特性的細(xì)微變化。與僅依賴折射率的傳統(tǒng)方法不同，該器件分析參數(shù)的組合，包括諧振頻率、傳輸幅度和被稱為“半最大值全寬度（FWHM）”的值。這種綜合方法提供了更豐富的組織圖像，能更準(zhǔn)確地區(qū)分健康細(xì)胞和癌細(xì)胞，并測量組織的惡性程度。

在測試中，即使在不同濃度下，該生物傳感器均能成功地區(qū)分正常皮膚細(xì)胞和基底細(xì)胞癌（BCC）細(xì)胞。這種檢測早期癌癥的能力在改善患者預(yù)后方面具有巨大潛力。

Shohreh Nourinovin博士說：“該研究的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了皮膚癌的檢測范圍。該技術(shù)可用于各類癌癥和其它疾病的早期檢測，如阿爾茨海默癥，得益于其便攜性和可負(fù)擔(dān)性，在資源有限的環(huán)境中具有潛在的應(yīng)用前景。”

Shohreh Nourinovin博士的科研之旅并非一帆風(fēng)順。她最初專注于太赫茲光譜的癌癥檢測分析時(shí)，由于COVID-19大流行，項(xiàng)目被迫暫停。然而，這一阻礙卻激發(fā)了她探索太赫茲超構(gòu)表面的動(dòng)力，這是一種新穎的方法，為她的研究翻開了新的篇章。

格拉斯哥大學(xué)詹姆斯·瓦特工程學(xué)院（University of Glasgow’s James Watt School of Engineering）通信傳感與成像中心聯(lián)合主任Qammer H. Abbasi教授表示：“將太赫茲成像技術(shù)集成到這款靈活、便攜、可重復(fù)使用的生物傳感器中，將使癌癥篩查對患者來說更快、更舒適。我們很高興能夠通過未來的合力研究來發(fā)揮這一突破性技術(shù)的潛力。”

倫敦瑪麗女王大學(xué)天線與電磁學(xué)研究小組負(fù)責(zé)人Akram Alomany教授表示：“盡管項(xiàng)目啟動(dòng)之初困難重重，但是這項(xiàng)技術(shù)的潛在影響一直激勵(lì)著我們。我們相信，該生物傳感器有潛力通過對各種癌癥進(jìn)行早期檢測和干預(yù)，來挽救無數(shù)人的生命。”

審核編輯：劉清