【本站讯】近日，山东大学齐鲁医院神经外科李刚/薛皓教授团队与枣庄学院梁兰菊教授团队在国际著名期刊ACS Sensors（中科院一区，IF：9.1）发表了题为“Slope Extrusion Microchannel Integrating Terahertz Meta-Sensor Embedded in Cerebrospinal Fluid for Precise diagnosis of PCNSIs”的研究成果，该研究提出一种采用斜向挤压技术集成超表面的新型太赫兹生物传感器，用于检测脑脊液中白细胞浓度和多核细胞/单核细胞比例变化，为神经外科术后中枢神经系统感染（PCNSI）及其严重程度的床边快速诊断提供了全新方法。齐鲁医院博士研究生王青桐、亓彦华，硕士研究生王传争，枣庄学院王子群教授和硕士研究生田汇涵为论文共同第一作者。齐鲁医院神经外科李刚教授、薛皓教授、枣庄学院梁兰菊教授和姚海云教授为论文共同通讯作者，山东大学齐鲁医院为第一作者单位。

术后中枢神经系统感染（PCNSI）是神经外科开颅手术后的严重并发症，其发生率为4.6%—25%，会影响患者功能恢复，导致预后不良。此外，研究表明抗感染治疗每延迟一小时，并发症发生率将增加30%，死亡率上升12.6%。当前诊断PCNSIs的金标准依赖于脑脊液（CSF）的微生物学检测，但该方法耗时且无法快速诊断。神经外科医师通常通过脑脊液常规检查（包括白细胞浓度及多核细胞/单核细胞比例）来诊断PCNSIs并评估其严重程度， 然而脑脊液常规检测通常需数小时，无法满足神经外科对PCNSIs的床旁实时检测需求。因此，亟需开发一种能在神经外科病房中床旁快速准确检测脑脊液中白细胞浓度和多核细胞/单核细胞比例变化，以实现PCNSIs快速诊断，为患者尽早应用抗生素治疗争取宝贵时间。

太赫兹（terahertz，THz）波的频率范围为0.1—10 THz，具有独特的物理特性，包括传输速度快、无需标记操作、能量低、透射率高以及强穿透能力。这些特性使太赫兹波在生物传感和生物医学领域具有广阔的应用前景。此外，由具有特殊光学特性的周期性人工原子构成的超材料（metamaterials, MTMs）能促进太赫兹波与生物分析物在亚波长尺度上的相互作用，从而提升设备灵敏度。然而，水对太赫兹波的强吸收特性，为液体环境中的生物检测太赫兹超表面技术带来挑战。因此，开发能在复杂生物体液环境中无标记高精度检测的传感平台对于满足临床需求具有重要意义。李刚/薛皓教授团队与梁兰菊教授团队联合设计研发了一种新型太赫兹生物传感器平台，通过将超表面与斜面侧向挤出技术（MS@SLET）集成，在45°倾斜石英盖片下沉积定量脑脊液，样本经侧向挤压形成覆盖超表面区域的均匀超薄液膜（<100 μm），可对临床脑脊液样本中的白细胞浓度和多核细胞/单核细胞比例进行快速床旁精准检测，临床应用便捷高效。

李刚/薛皓教授团队长期致力于神经外科疾病的精准诊疗和临床转化研究，在医工交叉领域取得了一系列高水平的研究成果，相关研究成果已在Nature Materials、Nature Communications、Chemical Engineering Journal、ACS Nano、Advanced Science等高水平学术期刊上发表，本研究得到了国家自然科学基金、山东省重点研发计划和泰山学者攀登计划等项目的资助，同时得到山东省脑健康与功能重构重点实验室和山东大学脑与类脑科学研究院等平台的支持。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.5c01688

【作者：王青桐 来源：神经外科 责编：李小诗 审核：李鲲】