多光谱太赫兹超表面传感器

免标记捕获ctDNA

利用准正态模式耦合，在增强太赫兹分子信号的同时保留固有指纹，实现对循环肿瘤DNA的无标记特异性识别。

Rongbing, Yang · Can, Yan · 长张 · Yuxing, Wang · Wei, Xu · Yang, Kaishuai · 况亚伟 · Zhida, Han · 戴子杰 · 宋效先 · Shirui, Liu · Jun, Yang · Haoyu, Du · Duoduo, Qian · Feiyang, Zhang · Guohui, Tu · Liu, Longhai · 梁兰菊 · Jin, Tao · 姚建铨

Sensors and Actuators, B: Chemical 2025

参数信息

光谱蓝移量

0.5 THz

技术优势

分子信号增强

通过等比例缩放子阵列激发局域表面等离激元共振，在保持共振频率的同时增强太赫兹波与分子的相互作用，从而提升检测灵敏度。

还原分子指纹

利用多光谱测量从传感器几何共振中解耦出分子固有吸收特征，避免了传统超表面中几何模式对分子信号的掩盖。

提升信噪比

基于准正则模式分析的高Q暗模与低Q亮模耦合，抑制噪声并提取出低噪声光谱指纹，使ctDNA与正常cfDNA的区分更加可靠。

监测肿瘤进展

在肺癌异种移植小鼠模型中检测到随肿瘤进展递增的光谱蓝移和强度增益，证明该平台可捕获与癌症发展相关的光谱特征变化。

应用场景

• 太赫兹生物传感：直接读取分子振动指纹，免标记高灵敏检测生物分子。
• 超表面分子检测：超表面增强信号同时保留分子本征吸收，提高特异性。
• 癌症无创监测：通过ctDNA光谱蓝移追踪肿瘤进展，实现无创监测。