ОВОПУЛЬС

01.09.2026

Качественное и количественное определение гормонов — маркеров пола у куриных эмбрионов с использованием терагерцовой спектроскопии и метаматериалов

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2024.125684

Авторы: Zhao, Jing-bo; Wang, Hai-feng; Zhu, Jun; Liang, Shuang; Zhao, Wen-wen; Jia, Nan; Li, Bin.

Публикация: Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 330. Elsevier Ltd. (2026).

Язык: английский.

Аннотация

Определение пола куриных эмбрионов на ранних стадиях инкубации имеет большое значение для птицеводства. Ранее проведённые исследования показали, что концентрации репродуктивных гормонов связаны с полом эмбриона. Поэтому точное определение концентраций таких гормонов может быть использовано для идентификации пола. В данной работе исследовали возможность применения терагерцовой спектроскопии во временной области (THz-TDS) в сочетании с метаматериалами для качественного и количественного определения репродуктивных гормонов куриных эмбрионов. На первом этапе были исследованы характеристики поглощения в терагерцовом диапазоне четырёх основных репродуктивных гормонов: эстрона (E1), эстрадиола (E2), эстриола (E3) и тестостерона (T). На основании особенностей спектров поглощения эстриол (E3) и тестостерон (T) были выбраны в качестве целевых гормональных маркеров пола. Затем была разработана новая структура метаматериала с учётом характеристик поглощения E3 и T. Для анализа механизма детекции и рабочих характеристик сенсора было проведено компьютерное моделирование. Результаты показали, что предложенная структура обеспечивает высокую чувствительность к изменению показателя преломления — до 196 ГГц/RIU. Значения достоверности (Q-factor) и показателя качества (figure of merit, FoM) достигали 3,927 и 0,877 соответственно. На заключительном этапе были приготовлены растворы E3 и T в шести концентрациях в диапазоне 10–2000 мкг/мл. Были измерены спектры пропускания плёнок гормонов различной концентрации, нанесённых на поверхность метаматериала. На основании полученных данных для E3 и T были построены модели зависимости сдвига частоты от концентрации. Результаты показали, что на двумерной диаграмме «интенсивность–частота» области, соответствующие E3 и T, не перекрывались, что позволяло дифференцировать два гормона. Коэффициенты корреляции для построенных моделей достигали 0,9744 для E3 и 0,9527 для T. Предел обнаружения (LoD) составлял 100 мкг/мл. Таким образом, данное исследование предоставляет теоретическую и экспериментальную основу для разработки методов определения пола куриных эмбрионов на ранних стадиях инкубации с использованием терагерцовой спектроскопии и метаматериалов.

OVOPULSE — экспертная платформа IN OVO

Количество показов: 39
Автор:  Zhao, Jing-bo; Wang, Hai-feng; Zhu, Jun; Liang, Shuang; Zhao, Wen-wen; Jia, Nan; Li, Bin