综述：太赫兹微流控生化传感技术的研究进展与未来展望

这篇综述系统阐述了太赫兹（THz）微流控技术在生化传感领域的前沿进展。文章聚焦于基于液体的高灵敏度太赫兹微流控系统，涵盖低损耗材料（如COP、PDMS）、器件物理机制（分子指纹识别、氢键振动）及集成化制造工艺，并探讨了其在光声效应、粒子捕获、主动振幅控制等创新应用中的潜力，为开发低成本、微型化的生物医学检测平台提供了重要参考。

　　

太赫兹微流控：解锁生化传感新维度

分子指纹的黄金波段

太赫兹波段（0.1-10 THz）因其独特的分子指纹特性成为生化检测的理想窗口。水分子中的氢键振动（~5 THz）和氨基酸范德华力相互作用在此频段呈现特征吸收峰，为研究液体生物样本的热力学性质提供了动态视角。然而，极性水分子的强吸收导致太赫兹波穿透深度不足，传统检测方法面临信号微弱、样本需求量大的挑战。

微流控技术的破局之道

通过集成低损耗材料（如环烯烃聚合物COP、高阻硅HR-Si）制造的微通道，可将样本体积压缩至纳升级别，同时降低水吸收干扰。聚二甲基硅氧烷（PDMS）芯片凭借生物相容性和透气性，特别适用于活细胞研究。三类核心器件架构各具优势：

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  透射式：结合超构表面（metasurface）增强局域场，灵敏度达皮摩尔级

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  波导式：通过等离子体激元实现单分子检测

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  传输线式：支持实时动态监测流体的介电常数变化

跨界融合的创新应用

在光声效应调控中，微流控通道内激光诱导的瞬态声波可调制太赫兹超材料谐振频率，实现>90%的振幅动态调控。频率灵活复用技术通过多通道微流控阵列，同步检测葡萄糖、乳酸等代谢标志物，检测限突破1 μg/mL。石墨烯/金纳米颗粒复合结构更将癌细胞捕获效率提升至98%，结合太赫兹成像实现单细胞分辨率。

未来实验室的芯片化蓝图

随着异质集成技术的发展，太赫兹微流控系统正朝着多功能、智能化方向演进：

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  可穿戴式传感器：柔性PDMS基底结合蛇形微通道，耐受机械变形

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  片上信号处理：基于微流控的时域光谱系统将检测速度提升100倍

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  自驱动芯片：利用毛细作用力实现无泵式样本输送

该技术为传染病快速筛查、肿瘤液体活检等领域提供了颠覆性工具，其微型化、低成本特性尤其适用于资源有限地区的精准医疗推广。