摘要：太赫兹技术作为新兴技术的代表形式，目前在多个行业领域中得到了广泛推广与应用，尤其表现在生物医学应用研究领域当中。针对于此，本文主要结合太赫兹波优势特点，对太赫兹技术在生物医学应用领域中的研究进展问题进行总结归纳，以期可以给相关人员提供参考价值。

关键词：太赫兹技术;生物医学;应用领域;研究进展

引言：太赫兹主要是指频率介于0.1～10THz波段内的电磁波，且波长通常处于30μm～3.0mm之间。从频率上看，太赫兹要明显高于微波，但是低于红外线;从能量大小上来看，太赫兹介于电子与光子之间。近几年来，随着太赫兹技术水平的持续提升，该项技术在材料科学、通讯雷达以及生物医学等诸多行业领域中得到了广泛推广与应用，具有良好的应用前景。

1 太赫兹波优势特点分析

1.1 高穿透性

与其他光学波段不同，某些对于光学波段不透明的物质，在太赫兹波段中可以表现出透明特征，如比较常见的纸张、塑料等物质。鉴于太赫兹波高穿透性特点，目前基于太赫兹的非接触式无损检测技术在多个行业检测领域中得到了广泛应用[1]。

1.2 太赫兹特征谱

处于太赫兹波条件下，有机大分子大幅度振动与分子之间相互作用期间会表现出明显的太赫兹光谱特点。可利用太赫兹光谱特点实现对物质理化特性的识别分析。

1.3 光子能量低

与传统X射线相比而言，太赫兹光子在能量方面表现更低。并且在使用过程中可以符合安全操作标准，可以更好地用于安全检测与无损探伤等工作当中。

1.4 高极性分子强吸收

高极性分子如水处于太赫兹波中可以体现出强吸收效应。由此可以推断出，太赫兹可应用于生物体样本等成像检测工作当中，同时也可以完成对皮肤疾病组织（非正常皮肤含水量）的研究分析，甚至也可以实现对表皮癌症组织的准确识别。

1.5 高带宽

经过近些年的研究发展，电磁频谱资源已经逐步发展成为战略资源。其中，太赫兹波所具备的高带宽特点可以应用于现代通讯以及雷达技术等领域当中。结合当前发展情况，微波毫米波资源基本上分配完成，促使太赫兹频段所具备的高带宽优势越来越明显。与传统微波通信形式不同，太赫兹波通信安全性能更高一些[2]。

2 太赫兹技术在生物医学应用领域中的研究进展以及实践分析

2.1 太赫兹光谱技术

太赫兹光谱技术作为太赫兹表征技术的重要应用体现，在具体应用中，可应用于以下几个方面：

（1）氨基酸和多肽。某些氨基酸异构物存在相同光谱特征问题，难以通过光谱进行精准识别。为及时解决这一问题，相关学者主动结合太赫兹光谱技术对亮氨酸与异亮氨酸吸收光谱的能力进行检测分析。在检测过程中，检测人员将亮氨酸与异亮氨酸的吸收光谱范围控制在0.1～10THz之间。检测发现红外光谱范围内亮氨酸与异亮氨酸在光谱范围上存在明显不同。此外，相关学者运用太赫兹光谱技术对基于不同环境温度下的不同氨基酸的光谱特征进行试验分析。经过试验分析得知，环境温度降低样品吸收峰向发生明显改变，如逐渐朝向更高频率移动，在移动过程中出现新吸收峰。

（2）DNA。DNA能量特征处于THz波段当中，因此研究人员可以直接运用太赫兹光谱技术检测DNA变化情况。结合当前应用情况来看，在生物医学应用领域中，研究人员可利用太赫兹光谱技术对0.1～3.5THz范围内的胞嘧啶以及胸腺嘧啶吸收谱情况进行准确获取。除此之外，太赫兹光谱技术诊断基因突变等方面也可以发挥出良好的应用优势，具有重要的应用价值。

（3）蛋白质。相关学者利用太赫兹光谱技术实现对蛋白质晶体在0.3～6.0THz范围内的吸收光谱情况的追踪处理。与此同时，也可以利用太赫兹光谱技术对溶菌酶纤维以及胰岛素纤维进行追踪处理。在此过程中，可采取太赫兹光谱技术与远红外光谱技术相结合的方式进行追踪处理。除此之外，经试验显示，太赫兹光谱可以反映出蛋白质在不同温度条件下所发生的变性行为，根据数据结果，进行进一步探究与分析。

2.2 太赫兹成像技术研究进展及实践

太赫兹成像技术在癌症检测领域中可以发挥出良好的优势特点。结合以往的经验来看，癌症早期检测技术所表现出的检测效果并不是很理想，尤其是对于深部肿瘤检测而言。而通过利用太赫兹成像技术优势特点，如太赫兹扫描反射仪、太赫兹三维成像等优势特点，完成基底细胞癌与健康皮肤样本综合对比与分析。

结合分析反馈来看，基底细胞癌在细胞模型上多表现出不规则特点，而健康细胞则表现出规则特点，可通过利用这一特性实现对癌症组织鉴定结果的优化处理。结合当前应用研究情况来看，太赫兹成像技术可以与内窥镜进行结合应用，高效完成临床诊断过程，减少诊断失误问题。除了可以应用于癌症检测领域之外，太赫兹成像技术还可以用于口腔疾病检测当中，如应用于牙体疾病早期诊断等工作当中[3]。

2.3 生物效应的研究进展及实践

近些年来，太赫兹表征技术应用研究领域越来越宽泛，但是在赫兹生物效应研究方面却相对欠缺。结合当前研究情况来看，太赫兹生物效应在研究侧重点方面主要以太赫兹辐射对生物体及组织等影响研究方面。为进一步拓展太赫兹生物效应应用研究内容，研究人员分别对人胚胎干细胞进行太赫兹辐射以及不做处理，最终发现试验组与对照组并无明显差别。也就是说，太赫兹辐射对人胚胎干细胞无损伤影响。但是从温度因素上来看，将成人成纤维细胞置于20℃环境当中并经过一段时间的太赫兹辐射影响，还是会对成人成纤维细胞基因组完整性产生一定影响。

结论：总而言之，太赫兹技术的推广应用无疑是为我国生物医学领域质量发展提供了技术推动力，具有重要的发展意义。但需要注意的是，国内太赫兹技术研究进展尚未达到成熟高度，在部分技术应用方面还是存在短板问题。建议在今后的发展过程中，研究人员应该重点关注太赫兹技术动态发展情况，及时健全完善太赫兹技术应用体系，进一步为我国生物医学领域以及其他行业领域提供良好的技术保障。

参考文献：

[1]彭晓昱，周欢. 太赫兹波生物效应[J]. 物理学报，2021，70（24）：76-89.

[2]杨晴，田祺云，李竞. 自旋太赫兹源发展及其在生物医学的应用前景分析[J]. 中国材料进展，2021，40（12）：948-962.

[3]毛莉，刘羽，田晖艳. 太赫兹技术在生物医学应用中的安全性探讨[J]. 国际检验医学杂志，2018，39（01）：74-76.