Устьянцева Д.С.
Конникова М.Р.
Шевченко А.Р.
Мумляков А.М.
Красильников М.И.
Аниканов А.А.
Черкасова О.П.
Николаев Н.А.
 Статья на сайте eLibrary

Глюкокортикоидный гормон кортизол выполняет важнейшие функции в организме человека и животных. По соотношению концентраций кортизола и его обратимого метаболита кортизона в крови можно, например, определить степень злокачественности и дать прогноз развития онкологического заболевания, а также подобрать оптимальную терапию. В данной работе предложен метод для идентификации и количественной оценки концентрации кортизола в биологических жидкостях, основанный на терагерцевой сенсорике. Для решения этой задачи рассчитан и изготовлен терагерцевый сенсор, основанный на метаповерхности в виде двумерного периодического массива микрорезонаторов в форме модифицированного расщеплённого кольца. Микрорезонаторы выполнены из алюминия на кремниевой подложке. Изучены зависимости изменения эффективного поглощения сенсора на резонансных частотах от количества анализируемого вещества. Показано избирательное взаимодействие терагерцевого сенсора с молекулами кортизола и определён диапазон его количественного детектирования.

На английском языке
Terahertz sensor for cortisol detection
Ustiantseva D.S., Konnikova M.R., Shevchenko A.R., Mumlyakov A.M., Krasilnikov M.I., Anikanov A.A., Cherkasova O.P. and Nikolaev N.A.

We study the glucocorticoid hormone cortisol that performs vital functions in the human and animal body. For example, in oncology, the ratio of cortisol and its reversible metabolite, cortisone, can determine the degree of malignancy, predict disease progression, and help select optimal therapy. This paper proposes a method for identifying and quantifying cortisol concentrations in biological liquids based on terahertz sensing. For this purpose, we designed and manufactured a THz sensor based on a metasurface that consists of a two-dimensional periodic array of modified split-ring microresonators made of aluminum on a silicon substrate. We study how changes in the sensor's effective absorption at resonant frequencies depend on the amount of the analyzed substance. Selective interaction of the THz sensor with cortisol molecules is demonstrated, and its quantitative detection range is determined.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2025_68_12_1059