澳国立科研｜新型微型装置有望改善癌症检测能力

发布时间: 20/12/2020

图丨新型纳米传感器特写照片

全世界每年有数百万人死于癌症。

澳大利亚国立大学（澳国立）与英国思克莱德大学（University of Strathclyde）、牛津大学（Oxford University）合作研发了一种新的微型设备。这些新型微型设备可进一步应用于安全并且高清的医疗影像技术，从而帮助医生尽早识别致命癌症，并采取治疗。

研发团队的首席研究员之一、澳国立物理研究院（ANU Research School of Physics）Lan Fu教授解释道，这种设备使用太赫兹辐射，它可以穿透各种介质，包括塑料、木材和皮肤等等。她说道，太赫兹辐射是一种波长介于红外线与微波之间的电磁波，它不会像X射线那样对活体组织造成伤害。

“这些微型设备是由比人的头发还要细一百倍的纳米线制成的。它们对成像和传感技术的进一步突破起着关键作用。”

它们可以用于创造一种新的安全成像技术，其分辨率远高于目前医生用于检测小型肿瘤的超声设备。此外，该技术还可以通过检测可疑肿瘤发射的太赫兹辐射来诊断肿瘤——就像人类的'指纹'一样，具有独特性。”

太赫兹技术目前被用于机场的安检系统，在工业和临床等领域也有应用。与这些技术相比，澳国立物理学家及其英国的同事所研发的这项技术，可以极大地提高太赫兹设备所能获取的有关物体的信息量。

“现有技术通常只能检测太赫兹辐射的强度。但是，我们已经能够检测到其特性的其他变化。例如，一束太赫兹脉冲穿过并与物体相互作用时，它的振动方向有可能发生改变，也就是电磁波的极化。通过检测脉冲的极化，我们可以发现更多关于该物质的信息。”Fu教授说道。

“极化本质上是电磁波传播时振动的方向。”

合作研究员、澳国立物理研究院Hoe Tan教授说道，我们团队的工作，使用的是纳米技术，与现今其他技术相比，面积更小，从而有望节省成本。

“我们相信，我们所研发的这个微型设备可用于机场的安全检查，并使检查过程更加容易，不再那么麻烦。有了这个先进的扫描系统，我们就不必在机场排队，不必将笔记本电脑和液体从随身携带的行李中取出安检了。”Tan教授表示。

这项研究成果，建立于由澳国立杰出教授Chennupati Jagadish领导的澳国立研究团队，与由牛津大学Michael Johnston教授领导的研究团队长期合作的基础之上，并获得到了澳大利亚研究理事会（Australian Research Council, ARC），澳大利亚国家制造研究所（Australian National Fabrication Facility）以及澳大利亚政府国际研究生科研奖学金（Australian Government International Postgraduate Research Scholarship）的支持。

Jagadish教授说道：“我们目前正在进一步研发该设备的封装和电路控制设备，以使其不仅与实验室的太赫兹光谱仪和成像系统兼容，还能与商业用途的各种设备和系统兼容。”

“由澳国立主办，新成立的ARC新型超光学系统卓越研究中心（ARC Centre of Excellent for Transformative Meta-Optical Systems）也将使用这一检测设备，用于发现新型合成材料。对此，我们感到非常高兴和荣幸。”

此项研究已发表于《科学》（Science）杂志。该论文的第一作者Kun Peng博士目前在牛津大学从事博士后研究工作，她于2017年获得澳国立的博士学位。

完整的研究论文，可查阅：

https://science.sciencemag.org/content/368/6490/510

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