随着抗生素的大量使用,抗生素残留日益成为农产品/食品和全球公共卫生领域的严峻问题。传统的检测技术在应用中存在局限性,亟需发展新型的快速灵敏分析技术。太赫兹波谱技术具有安全、无损、快速的特点,且能反映分子指纹特征,在物质信息感知方面具有独特的优势和广阔的应用前景。然而,在太赫兹传感技术的发展过程中,太赫兹波与物质相互作用较弱、极性液体对检测干扰严重、信号增强器件加工繁琐等关键共性问题制约着该技术的性能提升和应用拓展。以超材料为代表的人工微结构在太赫兹波段具有明显的信号增强特性,能有效促进太赫兹波与物质的相互作用;纳米材料具有小尺寸效应、大比表面积、易化学修饰等适用于传感的特点,然而由于其尺寸与太赫兹波不匹配,在太赫兹波激发下的信号响应不明显。因此将纳米材料与人工微结构有机结合以进一步提升太赫兹技术的传感性能具有重要意义。本文以广泛用于养殖产业的四环素类抗生素为检测对象,开展纳米材料-人工微结构赋能的太赫兹传感技术用于抗生素分子检测的机理和方法研究,挖掘纳米材料协同微结构在提升太赫兹检测性能方面的潜力,为解决太赫兹传感中的关键共性问题提供新的思路,也为农产品/食品的质量安全监测提供新的途径。本文主要研究内容和研究结果如下:（1）建立了一种基于无基底柔性太赫兹超材料的多西环素定量检测方法。利用激光直写技术快速加工太赫兹超材料,通过对雕刻参数进行优化确立了一套可有效复现太赫兹超材料的加工方法;理论模拟并实验测试了所加工超材料的检测性能,并采用滴样干燥法实现了对多西环素的定量检测分析,检测限为4.9 mg/L。（2）建立了一种基于碳纳米管太赫兹超材料的四环素高灵敏特异性检测方法。模拟优化了超材料的规格参数并制备了不同材质的太赫兹超材料,对比分析了不同材质超材料的传感性能。使用碳纳米管-金复合基超材料对四环素的最低检测限为0.032 mg/L,并通过对碳纳米管的功能化修饰实现了对四环素分子的特异性检测。（3）搭建了一套石墨烯-超表面集成的太赫兹微流系统用于水溶液中多西环素的快速检测。通过模拟分析与实验测试明确了所搭建系统的检测机理,建立了一种生化-电-光信号增益转化的传感方法。基于该石墨烯-超表面太赫兹微流系统能够成功检出浓度为0.1 mg/L的多西环素水溶液,可满足我国法律规定的四环素类抗生素在动物源食品中的最高残留限量的检测要求。结合生物传感方法也实现了对大肠杆菌DNA的快速、准确、免标检测。（4）探索并建立了一种基于激光诱导金纳米棒的太赫兹传感方法用于水溶液中四环素的检测。对比分析了半导体硅片、金纳米棒薄膜和金纳米棒溶液在激光诱导下的太赫兹响应规律,阐明了激光诱导金纳米棒进行太赫兹信号调制的机理。在此基础上构建了一种太赫兹液体微腔,实现了对0.01 mg/L的四环素水溶液的快速、灵敏检测。以上研究成果探明了纳米材料-微结构赋能的太赫兹传感技术在抗生素含量检测方面的优势及在抗生素残留检测方面的巨大潜力。本研究中所探讨的利用碳纳米管超材料的高吸附、易化学修饰特性结合超材料的快速加工方法提升抗生素薄膜样品的检测灵敏度和特异性,利用石墨烯与超材料的协同增益作用和金纳米棒的光热效应提升水溶液中抗生素样品的传感性能等关键技术,为解决基于太赫兹传感技术的农产品/食品安全检测中的共性问题提供了新的思路和方法。