极化诱导的多模特拉赫兹元材料用于高灵敏度和无标签的药物监测
Jinjing Zhang1, Ji Zhu2, Bingwei Liu1
1Terahertz Technology Innovation Research Institute, Terahertz Spectrum and Imaging Technology Cooperative Innovation Center, Shanghai Key Lab of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China.
Analytical chemistry
|October 3, 2025
概括
这项研究引入了一种新的太赫兹 (THz) 超材料传感器,用于治疗药物监测 (TDM). 该传感器可以在血液样本中实现超灵敏,准确和快速检测血样中的皮多格勒硫酸盐等药物.
科学领域:
- 物理 物理学 物理
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 治疗药物监测 (TDM) 需要敏感,准确和高效的分析技术.
- 特拉赫兹 (THz) 超材料提供无标签检测,具有强烈的分析物相互作用,但传统设计受到模式限制.
- 现有的方法在峰值稳定性,灵敏度和TDM实时错误验证方面面临挑战.
研究的目的:
- 开发一个极化诱导的多模THz元材料传感器,用于高度敏感和精确的TDM.
- 为了克服传统THz元材料传感器中单模共振的局限性.
- 为了实现个性化药物管理的多重分子识别和量化.
主要方法:
- 提出了一个极化诱导的多模THz元材料传感器设计.
- 利用由x-和y-极化THz波激发的直角电磁模式.
- 使用克洛皮多格勒硫酸盐和人类血液样本验证传感器性能.
主要成果:
- 达到了克洛皮多格勒硫酸盐的超低检测极限 (LOD) 3.0 pg/μL,比HPLC提高了1000倍.
- 在人类血液样本中显示出超过95%的一致性和93.7%的准确性.
- 启用了快速检测,每个样品的周转时间为5分钟 (预处理后).
结论:
- 极化诱导的多模THz元材料传感器为微量药物检测提供了一个高度灵敏,准确和高效的平台.
- 传感器的多重分子识别和量化能力支持个性化药物管理.
- 这项技术显示出革命性治疗药物监测的巨大潜力.


