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太赫(he)茲成像相機在(zai)生物(wu)醫(yi)學研究(jiu)中具(ju)有獨特優(you)勢(shi)，其(qi)應用覆蓋多個(ge)關鍵領域。

太赫茲成像相機

太(tai)赫茲成像的技(ji)術特性

- 穿透(tou)性與安全性：太赫(he)茲波（0.1-10 THz）介于(yu)微波和紅外之間，可穿透(tou)生(sheng)物組織(zhi)（如皮膚黏膜(mo)），且(qie)能量低于(yu)電離(li)輻(fu)射(she)，對生(sheng)物樣本損傷(shang)小，適合(he)活體檢測(ce)。

- 光譜(pu)分(fen)辨能力：生物分(fen)子（如(ru)水、蛋白質、核酸）在太赫茲頻段(duan)有特(te)征吸收峰，可通(tong)過光譜(pu)差異區分(fen)組織(zhi)成分(fen)，實現“化(hua)學(xue)成像(xiang)”。

- 高(gao)分辨(bian)率：波長約0.03-3 mm，結(jie)合(he)先進光學系(xi)統，空間分辨(bian)率可達微米級，適用于細胞(bao)或亞細胞(bao)結(jie)構觀察。

在生物醫學研究中的核心應用

生物組織成像與疾病診斷

- 癌癥早期(qi)檢測

- 原理：癌細(xi)(xi)胞與正常細(xi)(xi)胞的水分、脂質、蛋白質含量(liang)差異會導致太赫茲吸收特(te)性不(bu)同。

- 應用：通過太赫(he)茲成(cheng)(cheng)像檢(jian)測(ce)離體腫(zhong)瘤(liu)切片，可識別(bie)腫(zhong)瘤(liu)邊界，輔(fu)助手術切緣判斷；對皮膚癌(ai)（如基底(di)細胞癌(ai)）的(de)原位成(cheng)(cheng)像，分(fen)辨率(lv)可達50μm，優于傳(chuan)統光學成(cheng)(cheng)像。

- 心血管(guan)疾病研究

- 分(fen)析動脈(mo)粥樣硬化斑塊的(de)脂質(zhi)分(fen)布(bu)：太赫茲波(bo)對(dui)脂質(zhi)敏感，可量化斑塊內膽(dan)固醇沉積，評估斑塊穩定性。

- 神經科學

- 觀(guan)察腦組織切片(pian)的髓(sui)(sui)(sui)鞘(qiao)結構(gou)：太赫茲(zi)成像可區分髓(sui)(sui)(sui)鞘(qiao)化與(yu)非(fei)髓(sui)(sui)(sui)鞘(qiao)化神經纖維(wei)，為(wei)多發性硬(ying)化等(deng)脫(tuo)髓(sui)(sui)(sui)鞘(qiao)疾病提(ti)供病理研究工具。

生物樣本分析與藥物研發

- 細胞(bao)與亞細胞(bao)結構(gou)研究

- 無損觀察活細胞(bao)動態：如(ru)監測(ce)細胞(bao)內細胞(bao)器（線粒體(ti)(ti)、溶酶體(ti)(ti)）的形態變化，或藥(yao)物(wu)進入(ru)細胞(bao)的過(guo)程。

- 應(ying)用：利(li)用太(tai)赫茲時域光譜（THz-TDS）技術，分析(xi)癌(ai)細胞膜的介電特(te)性，揭(jie)示抗癌(ai)藥物對細胞膜通透性的影(ying)響(xiang)。

- 藥(yao)物遞送系統評估

- 可(ke)視化納米藥物(wu)在組織(zhi)中的分布：太赫茲成像可(ke)穿(chuan)透皮膚或(huo)黏膜，追蹤納米顆粒（如(ru)脂質體、外泌體）的遞送效率，優化給藥方案。

- 生物分子互作研究

- 檢測蛋白質-藥(yao)物(wu)、DNA-藥(yao)物(wu)的(de)(de)(de)結合反(fan)應(ying)：通過太赫茲光譜的(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)峰位移，量(liang)化分子結合的(de)(de)(de)動力學過程。

活體成像與生理過程監測

- 小(xiao)動物模型研究(jiu)

- 對小鼠(shu)、大鼠(shu)等(deng)進行(xing)非侵(qin)入式(shi)成像：如監測腫瘤(liu)生(sheng)長、炎(yan)癥反(fan)應或藥(yao)物代謝，避免傳統熒光(guang)成像的光(guang)漂白(bai)和深度限制問題。

- 皮膚生理(li)功能評(ping)估

- 測(ce)量皮膚含水(shui)量、角質(zhi)層(ceng)厚(hou)度(du)：太赫茲波對水(shui)分(fen)子敏感，可用于濕疹、燒傷等皮膚疾病的(de)療效評(ping)估，或(huo)化妝品保濕效果測(ce)試。

- 呼吸與心血管生理(li)監測

- 通(tong)過太赫茲雷達技術(shu)，非接觸(chu)式測量動(dong)物(wu)(wu)的(de)呼吸頻率、心率，適用于瀕(bin)危物(wu)(wu)種或實驗動(dong)物(wu)(wu)的(de)長期健(jian)康監測。

醫學材料與器械開發

- 生物(wu)相(xiang)容性材料評估

- 分析植入材(cai)料（如(ru)鈦(tai)合(he)金、聚合(he)物）與組織的界面反應：太赫茲成像(xiang)可檢(jian)測材(cai)料周圍的纖(xian)維化程(cheng)度或炎癥細胞浸(jin)潤。

- 醫療器械質量控制

- 檢測醫用導管、人工器(qi)官的內部(bu)缺(que)陷（如氣泡、裂紋），確保器(qi)械安全性。

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