一、导读

近日，福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室与福建医科大学附属第一医院携手合作，基于太赫兹光谱技术开展了针对结肠炎相关癌症早期检测的研究工作，该成果以题为“Optimal Frequency Determination for Terahertz Technology-Based Detection of Colitis-Related Cancer in Mice”的论文发表在最新一期的《Journal of Biophotonics》上。福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室主任钟舜聪教授和福建医科大学附属第一医院主任医师丁健是本文的共同通讯作者，重点实验室黄异老师等其他成员也为该课题的研究工作做出了积极贡献。

二、内容简介

结肠癌作为全球范围内的常见恶性肿瘤，与慢性结肠炎密切相关。患有慢性结肠炎的黏膜细胞处于不断再生状态，增加了异常细胞变化的风险，可能导致肿瘤的发展。目前，虽然CT扫描和MRI等传统影像学检查可用于诊断结直肠癌，但这些方法需要有害的辐射或磁场，成本高昂，且在早期癌症检测方面存在局限。因此，发展新的结直肠癌筛查技术至关重要。

太赫兹技术是一种新颖且敏感的技术，已在通信数据传输、安全检查、生物医学成像、健康监测、食品和农业等领域得到积极研究和应用，可实现无标记、快速的特异性检测。值得一提的是，由于太赫兹辐射是非侵入性和非电离性的，因此不会对生物体造成损伤，非常适合实时检查活体组织，在医学诊断研究中具有独特优势，如早期皮肤烧伤或皮肤癌的诊断、口腔疾病的诊断。同时，太赫兹辐射具有指纹光谱，太赫兹光谱可以探测大多数有机分子的旋转振动频率，这种特异性光谱信息对生化分子的结构鉴定非常敏感和准确。

因此，基于太赫兹光谱技术在医学检测中的诸多优势，在本研究中，我们以小鼠模型为基础，精心设计实验，将小鼠结肠组织制成石蜡包埋块，通过组织病理学分析，利用HE染色等方法，深入研究了小鼠结肠组织的病理学特征。同时，采用太赫兹透射光谱技术，对这些组织样本进行了全面分析，通过比较正常组织和肠癌组织对太赫兹波吸收的差异，并结合统计分析的方法，首次发现了可能用于诊断肠癌的最佳太赫兹频率，即1.8 THz。这表明我们可以利用太赫兹技术的高灵敏度和高分辨率特性，快速诊断结肠癌组织病理学。未来，随着太赫兹技术的不断发展和改进，与临床内窥镜技术的结合有望实现早期临床癌症的实时检测。

图1. 太赫兹时域光谱系统光路图

图2. 太赫兹时域光谱系统实物图

图3. (a)小鼠正常组织与小鼠肠癌组织的太赫兹时域透射光谱；(b)小鼠正常组织与小鼠肠癌组织在太赫兹波段的吸收常数

图4. 小鼠正常组织与小鼠肠癌组织在不同太赫兹频率下的吸收常数对比

三、总结

该项研究成果的发表为结肠癌的快速诊断提供了新的可能性，对于提升结肠癌早期诊断技术水平，推动医学诊断领域的创新发展具有显著意义。福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室长期致力于精密光学仪器的开发与光学检测技术的创新研究，该项研究成果的发表也体现出我实验室科研工作面向人民生命健康的正确导向。未来福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室将继续致力于前沿科技的研究与创新，将光学检测技术与医学诊断深入结合，加强与福建医科大学附属第一医院的科研合作，推动医学诊断领域的发展，为人类健康事业做出积极努力。

原文链接：https://doi.org/10.1002/jbio.202300193