突破水干扰难题!我国科学家研发太赫兹光声系统,无创血钠检测有望成真

2025-07-07 15:58:29 来源:快科技
        【每日科技网】

  7 月 7 日,一则来自科研领域的消息引发关注 —— 我国科研人员在无创诊断领域取得重大突破,成功开发出一种新型太赫兹光声系统。这项技术不仅克服了长期困扰太赫兹生物医学应用的水干扰难题,更首次实现了无需抽血或标记,就能对活体小鼠体内钠水平进行实时、长期监测。更令人兴奋的是,初步人体实验已展现出其走向临床应用的潜力,未来 “无针测血钠” 或许将成为现实。

  从实验室到临床的关键一步

  这项突破性研究由天津大学精密仪器与光电子工程学院的田震教授、李娇副教授及博士生姚怡昕共同完成,成果已于近日发表在国际权威学术期刊《光学》上。对于科研成果而言,能登上这样的顶级期刊,本身就意味着其技术创新性和学术价值得到了国际学界的认可。

  太赫兹波:被 “水” 困住的理想检测工具

  提到太赫兹波,可能不少人还比较陌生。它的频率介于微波与中红外之间,因具备低能量、对组织无害、弱散射等特性,且能敏锐感知生物结构和功能的变化,一直被视为理想的生物医学检测工具。打个比方,如果把生物医学检测比作 “给人体做精细扫描”,太赫兹波就像是一把既精准又温和的 “探测笔”。

  但这把 “探测笔” 却有个致命弱点 —— 太赫兹波极易被生物组织中的水分子强烈吸收。这直接导致其实际应用面临两大核心挑战:一是如何在复杂的生物样本中排除水分干扰,让检测信号不被 “淹没”;二是如何穿透较厚的组织,实现有效的在体探测。就像隔着一层浓雾看东西,不仅模糊不清,还可能完全看不到目标。

  创新融合技术,让钠离子 “自己发声”

  精准测量血液钠浓度对诊断和治疗脱水、肾脏疾病以及某些神经 / 内分泌疾病至关重要。传统检测需要抽血,不仅有创,还难以实现长期实时监测。针对太赫兹波应用的核心难题,研究团队创新性地将光声检测与太赫兹光谱技术融合,研发出了这套全新系统。

  田震教授介绍,系统的核心奥秘在于巧妙利用了 “光声效应”:当系统发射的太赫兹波被血液中的钠离子吸收后,会激发钠离子振动并产生超声波信号,这些信号随后被高灵敏超声换能器捕获。简单来说,就是让钠离子在太赫兹波的 “刺激” 下 “自己发声”,通过 “光激发 - 声探测” 的方式,把目标物吸收的太赫兹能量转化为可检测的声波。这一招直接避开了水分子对太赫兹波的强吸收干扰,就像给检测系统装了 “降噪耳机”,能清晰捕捉到目标信号。

  从动物实验到人体试验,未来值得期待

  基于这套原理,系统已成功实现对活体小鼠血钠浓度的无标记、长期、实时监测。更关键的是,初步在人体志愿者身上进行的试验也取得了积极结果,验证了其未来临床应用的可能性。

  想象一下,未来不需要扎针抽血,只需用仪器在体表扫描,就能实时得知自己的血钠水平,对于需要长期监测的患者来说,无疑是极大的便利。这项技术的突破,不仅为无创诊断领域提供了新的思路,也让我们看到了太赫兹波在生物医学领域的广阔应用前景。或许用不了多久,“无针测血钠” 就会走进医院,甚至寻常百姓家。

  在文章中添加一些关于太赫兹光声系统原理的介绍

  请再提供一些太赫兹波在其他领域的应用案例

  无创血钠检测技术未来的发展趋势是怎样的?

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