韩国研究人员开发了一种利用太赫兹超材料检测新冠肺炎（COVID-19）变异毒株的新技术。
据麦姆斯咨询报道，近日，韩国科学技术研究院（KIST）表示，其传感器系统研究中心的Seo Mi-nah博士和Song Hyun-seok博士利用无标记太赫兹超材料，快速、准确地识别出了新冠肺炎（COVID-19）变异毒株。
利用太赫兹超材料检测和识别SARS-CoV-2刺突蛋白衍生肽（来源：KIST）
太赫兹超材料在太赫兹波段中有电磁响应。在特定频率下，该超材料可将太赫兹波的透射率或反射率放大。KIST研发的生物标志物检测技术使用了高灵敏度、无标记的太赫兹超材料中心部位来检测SARS-CoV-2刺突蛋白衍生肽。
这项太赫兹超材料技术可以弥补常规PCR（聚合酶链式反应）检测和快速抗原检测的不足。尽管PCR检测非常准确，但需要4个多小时才能出结果。快速抗原检测虽可在20分钟内出结果，但其准确性很低。
该研究小组表示，太赫兹波具有非常宽的频带，可用于光谱学分析。其对生物分子的自然振动也很敏感，可以解读DNA和氨基酸等生物样本中的特有信息及差异性。
由于太赫兹波与生物样本相互作用的概率较低，并且没有放大信号的技术支持，因此很难直接检测活体样本。为了克服了这一缺点，研究小组利用了在特定波段放大太赫兹波信号的超材料，开发了生物分子诊断平台。该平台实现了对极少量的太赫兹信号的放大和识别功能。
在确定了在太赫兹波段具有出色吸收能力的氨基酸之后，研究小组创建了太赫兹超材料来放大信号。他们将样品分散在超材料表面，分析样品的恒定光学值，观察太赫兹信号的变化。
实验结果表明，研究小组可以在几分钟内检测出样品的特征和数量，例如样本的单位检测量、电荷量、极性和疏水性指数。此外，研究小组还可以通过检测氨基酸的变化来识别具有相似结构的变异毒株。
“利用太赫兹波分析来开发一种新冠肺炎病毒诊断技术，以检测传染病和追踪变异毒株将成为可能。”Seo Mi-nah博士说道。该项研究发表在《生物传感器与生物电子学》（Biosensors and Bioelectronics）期刊上，题为《Detection and discrimination of SARS-CoV-2 spike protein-derived peptides using THz metamaterials》。
延伸阅读：
《超材料和超表面技术及市场-2021版》
