神奇的太赫茲：有了它，西洋參不再真假難辨

上海理工大學採用太赫茲技術在全國首次應用於人參皂苷的精準定性與定量檢測，並可有效識別西洋參的不同產地，解決了現有藥典液相質譜法專業技術要求高、耗時長、專業儀器成本高、損耗樣本等難題，為高級藥材的新計量工作提供新方法，相應小型化設備也在研發中。

2020年9月27日，「產業計量（上海）論壇」開幕。此次論壇大咖雲集，參與者包括中國工程院院士、國際計量委員會委員、中國航空研究院研究員等眾多產業計量領域「執牛耳者」，涉及的議題涵蓋當今最前端、最尖端的產業計量技術，其中尤以「太赫茲」技術及其應用引人矚目。

太赫茲波段自從19世紀後期正式命名之後，受到中歐美日多個國家的高度關注，各國紛紛將其入選改變世界的技術評比之中。美國稱其為改變未來世界的十大技術之一，歐盟已經啟動多個跨國太赫茲研究計劃，日本則視之為未來十年科技戰略規劃之首。而我國的太赫茲技術研究在理論方法、元器件、實驗測量技術等方面的成果基本保持在國際最先進水平，名列世界前茅。

認識太赫茲波

太赫茲波是指頻率範圍為0.1 THz~30 THz（1 THz=1012 Hz）的電磁波，波段處於電子學向光學的過渡區域，介於微波頻段與紅外波之間，屬於遠紅外波段。此波段是人們所剩的最後一個未被開發的波段，兼具二者的優點——載波頻率高、帶寬大、通信容量大；穿透性好、雷達成像解析度高；光子能力低、安全性好、可無損檢測；覆蓋多數物質的特徵譜。

太赫茲波應用領域廣泛

目前，國內太赫茲研究已經從理論研究發展到技術應用階段，並已經在國家戰略領域發揮了重要作用。例如：在探秘宇宙方面，可利用太赫茲技術探測近地星際的水、氧和碳，進行行星表面土壤、巖層成分分析；在航天材料領域，太赫茲技術可以分析宇宙空間中不同國家衛星的組成、結構甚至材料。同時，由於太赫茲波有較強的穿透率，可用於安全的無損檢測，尤其是對一些塑料泡沫等絕緣材料內部的缺陷和裂紋等進行無損檢測和成像，在戰略飛彈及航空、航天結構材料的檢測和評估方面具有重要的應用價值。不過，除了航天、國防領域以外，太赫茲技術的大範圍應用並沒有如期而至，民用消費行業內大規模應用似乎仍然十分遙遠。

在產業計量（上海）論壇上，據中國工程院院士莊松林領銜的太赫茲科研團隊介紹，其在計量測試、名貴藥材檢測、食用油品質檢測、藥物功能基團分析等方面的運用或將改變太赫茲技術較難「接地氣」運用的局面。

儀器檢驗現場

本次論壇主辦方上海市市場監督管理局表示，太赫茲技術在計量測試技術發展、食品藥品監管等領域的應用，不僅是以高端科研成果作為技術支撐，應用於日常市場監管工作開展、促進本市市場監管成效提升的重要方法，也是市場監管部門自行政體制改革後，各領域職能交互、融合、再次迸發「火花」的又一體現。

推動藥材檢測效能進一步提升

「不同的物質有著不一樣的波譜，就像人類的指紋一樣。以『三七』為例，我們就用太赫茲技術來檢測三七的有效成分含量，省去了以往粉碎、烘乾、化學提取耗時7個多小時的繁瑣流程，實現了藥材檢測耗時以『分鐘』為單位的方法，同時做到樣本僅需一片且無損的高效能檢測。」莊松林院士團隊成員彭灩教授介紹，經過兩年多的研發，太赫茲人參皂苷檢測儀正式問世，解決了肉眼識別難度大、專業儀器成本高的困擾，提高三七產品檢測能力的同時，加強了「高端中藥材」的質量監管，使假「三七」無所遁形。此外，據彭灩教授介紹，利用太赫茲光譜特徵，結合主成分分析（PCA），不但能識別真假西洋參，而且能夠鑑別不同產地的西洋參。

太赫茲人參皂苷檢測儀