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目的:太赫兹时域光谱(Terahertz Time-domain Spectroscopy,THz-TDS)是一种常用的相干探测技术,可以反映出分子的旋转、振动及相互作用信息;而超材料太赫兹生物传感器是一种无标记光学传感器,通过表面介电环境的变化,可以实现分析物的灵敏探测。随着超材料技术的不断完善和太赫兹光谱在生物医学领域的多元化应用,THz-TDS技术有望成为未来生物医学领域的一种新兴的无损、无标记且灵敏的检测方法和诊断手段。因此,本文基于THz-TDS进行血脂及脂蛋白检测方法的初步探索。方法:1.系列浓度的胆固醇(Cholesterol,CHO)、甘油三酯(Triglyceride,TG)在相同的条件下压片,THz-TDS检测;2.设计制作多层四开口谐振环超材料传感器,通过偏振角的改变研究超材料的偏振敏感性,并通过沉积法检测不同浓度的低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)和氧化低密度脂蛋白(Oxidized low density lipoprotein,ox-LDL)溶液;3.设计制作基于单开口谐振环的两种不同流道高度(一种为50μm,另一种为220 nm)的超材料流体传感器,通过偏振角的改变研究超材料的偏振敏感性,利用四种折射率匹配液和不同浓度的乙醇评价传感器的传感性能,并将纳米级流体超材料传感器用于传感不同浓度的LDL和ox-LDL溶液。结果:1.在0.8-2.0 THz范围内,CHO有9个特征峰,TG有4个特征峰,将CHO和TG以不同比例混合,随着浓度改变,特征峰的峰强度发生不同程度的改变,可以实现脂质的相对定量;2.多层四开口谐振环超材料在0.9-1.4 THz范围内有两个连续的谐振峰,两个峰均是偏振不敏感的,当加入LDL和ox-LDL溶液时,共振频率有明显的红移,红移量随着浓度的增加而增加,对于相同浓度的LDL和ox-LDL,ox-LDL有更大的频移改变量和更小的转折浓度;3.(1)基于单开口谐振环的液相传感器有两个分别位于亚太赫兹波段(低频)和太赫兹波段(高频)的谐振峰,谐振峰是偏振敏感的;(2)检测异丙醇、甲醇、乙醇和水,随着折射率的增加,谐振峰红移量增加,纳米级流体超材料传感器的高频谐振峰表现出最好的传感性能;(3)检测不同浓度的乙醇,随着乙醇浓度的增加,谐振峰红移量逐渐减小;(4)纳米级流体超材料传感器检测LDL和ox-LDL,以水的谐振频率为参考,蛋白的浓度越大,谐振峰的蓝移量越大,但存在平台期。结论:1.通过CHO、TG的特征吸收峰可以将外观无差异的两种脂质粉末区分,且吸收峰的峰强度与脂质浓度成正比,可实现脂质的定性和相对定量;2.证明超材料太赫兹传感器检测蛋白质浓度的可行性,并可通过频移量区分LDL和ox-LDL以及不同浓度的LDL和ox-LDL,这一检测手段可以为蛋白质溶液含量的检测提供参考;3.构建的液相传感器可通过折射率的不同区分液体种类和浓度,实现了太赫兹液相环境中无标记传感,并且筛选出了纳米级流体超材料传感器的高频谐振频率作为更优秀的液相传感工具。