太赫兹生物传感器以惊人的准确度检测皮肤癌开创早期检测新时代
研究人员开发了一种使用太赫兹 (THz) 波的革命性生物传感器，能够以极高的灵敏度检测皮肤癌，从而可能为更早、更轻松的诊断铺平道路。该研究发表在《IEEE 生物医学工程汇刊》上，在伦敦玛丽女王大学和格拉斯哥大学的多学科团队的合作下，展示了早期癌症检测方面的重大进展。
“检测皮肤癌的传统方法通常涉及昂贵、耗时的 CT、PET 扫描和侵入性高频技术，”该研究的第一作者、玛丽女王大学电子工程与计算机科学学院博士后研究员 Shohreh Nourinovin 博士解释道。 。“我们的生物传感器提供了一种非侵入性且高效的解决方案，利用太赫兹波的独特特性(一种能量低于 X 射线的辐射，因此对人类来说是安全的)来检测细胞特征的细微变化。”
关键的创新在于生物传感器的设计。它在柔性基板上具有微型、不对称的谐振器，可以检测细胞特性的细微变化。与仅依赖折射率的传统方法不同，该设备分析参数的组合，包括谐振频率、传输幅度和称为“半高全宽”(FWHM) 的值。这种综合方法提供了更丰富的组织图像，可以更准确地区分健康细胞和癌细胞，并测量组织的恶性程度。
在测试中，生物传感器成功区分正常皮肤细胞和基底细胞癌(BCC)细胞，即使浓度不同。这种检测早期癌症的能力对于改善患者的治疗结果具有巨大的潜力。
“这项研究的意义远远超出了皮肤癌的检测范围，”努里诺文博士说。“这项技术可用于早期检测各种癌症和其他疾病，例如阿尔茨海默病，由于其便携性和可负担性，在资源有限的环境中具有潜在的应用前景。”
Nourinovin 博士的研究之旅并非没有挑战。她的项目最初专注于用于癌症分析的太赫兹光谱，但由于 COVID-19 大流行而暂时停止。然而，这次挫折促使她探索太赫兹超表面的潜力，这种新颖的方法开启了她研究的新篇章。
格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院通信传感与成像中心联席主任 Qammer H. Abbasi 教授表示：“将太赫兹成像技术集成到这种灵活、便携式、可重复使用的传感器中可以使癌症筛查变得更快、更舒适患者的程序。我们很高兴能够通过未来的合作研究来发挥这项突破性技术的潜力。
“尽管最初遇到了困难，但这项技术的潜在影响让我们充满动力，”玛丽女王大学天线与电磁学研究组组长 Akram Alomany 教授说。“我们相信这种生物传感器有潜力通过早期检测和干预各种癌症来拯救无数生命。”
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