Baru-baru ini, peneliti Tiongkok mengembangkan sistem fotoakustik terahertz baru, yang merupakan kemajuan signifikan dalam diagnosis non-invasif. Sistem ini mengatasi gangguan air, menghilangkan kebutuhan akan pengambilan sampel darah atau penanda, dan memungkinkan pengukuran kadar natrium secara real-time pada tikus hidup. Uji coba awal pada manusia juga telah menunjukkan potensi dan kelayakannya untuk aplikasi klinis.
Gelombang terahertz, yang berada di antara gelombang mikro dan inframerah tengah, menawarkan keunggulan seperti energi rendah, tidak berbahaya bagi jaringan, hamburan lemah, dan sensitivitas tinggi terhadap perubahan struktural biologis, menjadikannya alat yang ideal untuk deteksi biomedis. Namun, gelombang terahertz mudah diserap oleh air, yang menimbulkan dua tantangan besar untuk aplikasi biomedis: menghilangkan gangguan molekul air pada sampel kompleks dan mencapai deteksi in vivo melalui jaringan biologis yang tebal.
Pengukuran natrium dalam darah yang akurat sangat penting untuk mendiagnosis dan mengobati dehidrasi, penyakit ginjal, dan gangguan neurologis/endokrin tertentu. Tim peneliti mengembangkan sistem deteksi yang menggabungkan sensor fotoakustik dengan spektroskopi terahertz, memungkinkan pemantauan non-invasif jangka panjang konsentrasi natrium dalam darah.
Sistem ini memancarkan gelombang terahertz melalui konfigurasi modular, merangsang ion natrium dalam darah untuk menghasilkan gelombang ultrasonik, yang kemudian ditangkap oleh transduser ultrasonik. Teknik fotoakustik ini mengubah energi terahertz yang diserap menjadi gelombang suara, secara efektif mengatasi gangguan penyerapan air. Ini memungkinkan pemantauan jangka panjang tanpa penanda kadar natrium dalam darah pada tikus hidup, dan uji coba dengan sukarelawan manusia juga menunjukkan hasil yang menjanjikan.
“Di masa depan, sistem ini tidak hanya dapat mendeteksi natrium dalam darah, tetapi juga mengidentifikasi ion lain seperti kalium dan kalsium, serta biomolekul seperti gula, protein, dan enzim melalui tanda serapan terahertznya, menunjukkan potensi pengembangan yang luas.”
