近日，化学传感领域权威期刊《Sensors and Actuators B：Chemical》 (中科院一区top，影响因子：9.22)上发表了南昌大学空间科学与技术研究院太赫兹物理与器件科研团队的最新研究成果“Terahertz metal-graphene hybrid metamaterial for monitoring aggregation of Aβ16–22 peptides”（中文译名：“太赫兹金属-石墨烯杂化超材料监测Aβ16–22多肽的聚集”）。南昌大学为第一单位，硕士研究生徐玲为第一作者。雷江涛助理研究员和沈云副教授为通讯作者。杰青、长江学者、南昌大学空间科学与技术学院邓晓华教授，宁波大学林冬冬老师，丹麦技术大学周斌斌副教授，以及硕士研究生徐建伟和刘文灿为共同作者。该研究成果得到了多项国家自然科学基金项目的支持。

淀粉样β（Aβ）蛋白聚集成淀粉样纤维是阿兹海默症的主要特征。检测Aβ聚集对该病的早期诊断具有重要意义。该工作中，设计并制备一种新型的太赫兹金属-石墨烯杂化超材料传感器（图1），用于监测聚集核心片段Aβ16–22肽的纤维化。此传感器具有两个光谱透射峰的Rabi分裂模式（由金属光栅的异常光学透射(EOT)与石墨烯表面等离子激元之间的强耦合形成）。该模式对石墨烯费米能级的变化具有很高的灵敏度。

图1太赫兹金属-石墨烯杂化超材料传感器监测Aβ16–22纤维化过程。

石墨烯电子掺杂和费米能级在Aβ16–22肽聚集形成的不同阶段有所不同。通过观察Rabi峰的位置，可以非常灵敏地监测Aβ16–22肽的聚集过程。最后，我们利用分子动力学模拟从原子水平上揭示了，石墨烯电子掺杂的变化是由于石墨烯和Aβ16–22肽在聚集过程中π-π堆积减少所致的。我们的新型传感器成功地将费米能级漂移与Rabi峰关联起来，展示了一种新型简单、无标签、高灵敏度的石墨烯超材料传感方案，可用于阿尔茨海默病检测和更广泛的应用。