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第一篇 太赫兹硬件技术的发展2

第一章 太赫兹源和探测器2

第一节 太赫兹源3

一、飞秒激光器3

二、生物医学研究的常用太赫兹源3

三、其他太赫兹源8

第二节 太赫兹探测器10

一、太赫兹光谱探测10

二、太赫兹直接探测12

第二章 太赫兹系统15

第一节 透／反射式时域光谱成像系统15

第二节 单频太赫兹源成像系统17

第三节 超分辨成像系统18

第三章 太赫兹光谱检测原理与前沿技术22

第一节 太赫兹光谱检测原理22

一、太赫兹时域光谱技术22

二、傅里叶变换红外光谱测量技术原理28

第二节 太赫兹光谱检测前沿技术之光谱灵敏探测30

一、基于长程气体池的超灵敏探测30

二、基于表面等离子体共振的超灵敏探测33

第四章 太赫兹成像分析原理与前沿技术38

第一节 太赫兹成像原理38

一、光学成像原理简介38

二、太赫兹2D成像40

三、太赫兹3D成像44

第二节 太赫兹成像前沿技术之超衍射分辨太赫兹光谱成像技术49

一、基于孔径光阑的太赫兹近场扫描显微成像技术49

二、波导、动态孔径光阑和准孔径光阑51

三、无孔径太赫兹近场扫描显微成像技术52

第二篇 太赫兹光谱技术在生物医学中的应用62

第一章 太赫兹光谱技术在核酸检测中的应用62

第一节 生物分子太赫兹吸收谱模拟方法62

第二节 核酸分子基本单元的太赫兹光谱定性研究65

一、碱基及其核苷的太赫兹时域光谱65

二、碱基衍生物、核苷衍生物的太赫兹时域光谱68

三、核糖、脱氧核糖的太赫兹时域光谱71

四、腺嘌呤富马酸共晶体的太赫兹时域光谱72

第三节 核酸分子基本单元的太赫兹光谱定量研究75

一、次黄嘌呤及其核苷的定量分析75

二、胞嘧啶和异胞嘧啶的定量分析78

三、核苷和脱氧核苷的定量分析81

第四节 DNA水溶液的太赫兹介电性质研究83

一、水的太赫兹介电性质84

二、DNA水溶液的太赫兹介电性质87

第五节 核酸分子的太赫兹光谱研究90

一、核酸的结合态检测90

二、核酸的序列分析91

三、核酸的定量分析94

四、基因点突变检测96

五、与药物相互作用的监测98

第二章 太赫兹光谱技术在氨基酸和多肽检测中的应用102

第一节 氨基酸与多肽的简介102

一、氨基酸的分类及其临床意义102

二、多肽的分类及其临床意义103

第二节 现有光谱技术与太赫兹光谱技术105

一、紫外-可见分光光度法105

二、红外光谱法105

三、分子荧光光度法106

四、原子吸收法106

五、原子发射光谱分析法106

六、原子荧光光谱分析107

七、拉曼光谱107

八、太赫兹光谱的优势107

第三节 太赫兹光谱检测技术108

一、氨基酸的太赫兹光谱检测108

二、多肽的太赫兹光谱检测112

第四节 太赫兹技术展望114

第三章 太赫兹光谱技术在蛋白质检测中的应用116

第一节 太赫兹光谱技术应用于蛋白质检测的相关生物知识116

第二节 蛋白质的检测方法117

一、磁共振118

二、拉曼光谱118

三、荧光光谱法119

四、X射线衍射120

五、圆二色谱法120

六、中子散射120

七、分子模拟121

八、定量检测方法122

第三节 太赫兹在蛋白质检测方面的应用123

一、研究现状概述123

二、太赫兹技术在蛋白质检测的理论基础125

三、分子构象方面的应用126

四、分子间相互作用方面的应用132

五、蛋白质定量检测方面的应用137

六、展望138

第四章 太赫兹光谱技术在碳水化合物中的应用143

第一节 太赫兹光谱技术在碳水化合物中的应用原理144

一、碳水化合物简介144

二、太赫兹光谱技术检测碳水化合物的理论基础145

第二节 太赫兹光谱技术在几种常见碳水化合物检测中的应用146

一、太赫兹光谱技术在戊醛糖和己糖异构体鉴别中的应用146

二、太赫兹光谱技术在葡萄糖鉴别中的应用149

三、太赫兹光谱技术在其他碳水化合物检测中的应用150

第五章 太赫兹光谱技术在细胞检测中的应用152

第一节 太赫兹光谱用于细胞检测的优势及挑战152

第二节 血细胞的太赫兹光谱分析154

第三节 太赫兹光谱用于肿瘤细胞的检测158

一、太赫兹光谱技术检测肿瘤细胞159

二、太赫兹光谱技术评估肿瘤细胞的水化状态163

第四节 太赫兹光谱用于细菌的检测165

一、水敏感性对细菌检测的影响166

二、细菌成分的太赫兹光谱表征167

三、细菌芽胞的太赫兹光谱鉴定169

四、细菌细胞的太赫兹光谱检测172

第三篇 太赫兹成像的生物医学应用181

第一章 太赫兹成像在乳腺肿瘤中的应用181

第一节 乳腺癌太赫兹成像的生物学基础181

第二节 乳腺癌的临床诊疗183

一、乳腺癌的影像学检查183

二、乳腺癌病理分子分型185

三、乳腺癌外科治疗185

第三节 乳腺癌太赫兹成像的研究现状186

一、乳腺组织的太赫兹信号186

二、太赫兹成像参数的优化189

三、太赫兹成像模型的建立192

四、乳腺癌的太赫兹成像194

第四节 太赫兹成像离体组织处理方式198

一、石蜡包埋技术198

二、快速冰冻切片技术199

三、甲醛固定技术200

四、离体新鲜组织201

第二章 太赫兹成像在皮肤肿瘤中的应用207

第一节 皮肤肿瘤太赫兹成像生物学基础207

一、皮肤肿瘤的流行病学207

二、皮肤肿瘤的临床病理学特征208

第二节 皮肤肿瘤临床诊疗现状209

一、皮肤肿瘤现有的影像学诊断技术209

二、皮肤肿瘤的治疗212

第三节 皮肤肿瘤太赫兹成像研究现状213

一、皮肤肿瘤太赫兹成像的理论基础213

二、皮肤肿瘤的太赫兹成像215

第四节 皮肤肿瘤太赫兹成像的发展方向221

一、图像对比度增强的太赫兹成像221

二、融合光学的多模式太赫兹成像222

第三章 太赫兹成像在胃肠道肿瘤的应用230

第一节 胃肠道肿瘤太赫兹成像的生物学基础230

一、胃癌230

二、结肠癌231

第二节 胃肠道肿瘤临床诊疗现状231

一、胃肠道肿瘤的影像学检查232

二、内镜与超声内镜在胃肠道肿瘤的应用233

三、病理学检查234

第三节 胃肠道肿瘤太赫兹成像研究现状234

一、小鼠胃肠道模型太赫兹光谱成像234

二、太赫兹成像技术识别早期胃癌238

三、太赫兹成像技术在结直肠癌中的应用241

四、太赫兹内镜成像技术246

第四章 太赫兹成像技术在其他肿瘤中的应用253

第一节 太赫兹成像技术在脑胶质瘤中的应用253

一、胶质瘤的流行病学253

二、传统诊断和治疗技术254

三、太赫兹成像技术诊断脑胶质瘤255

第二节 太赫兹成像技术在口腔肿瘤中的应用258

一、口腔肿瘤的流行病学258

二、传统诊断和治疗技术259

三、太赫兹成像技术诊断口腔癌259

第三节 太赫兹成像技术在肝癌中的应用264

一、肝癌的流行病学264

二、传统诊疗技术的不足265

三、太赫兹成像技术诊断肝细胞癌265

第四节 太赫兹成像技术在宫颈癌中的应用271

一、宫颈癌的淋巴结转移271

二、传统诊断和治疗技术272

三、太赫兹成像技术诊断淋巴转移性宫颈癌273

第五章 太赫兹成像的其他临床应用280

第一节 烧伤太赫兹成像生物学基础280

一、皮肤的正常结构与功能概述280

二、烧伤的分度及各度形态变化281

三、烧伤的病理变化283

四、烧伤的其他成像技术285

五、烧伤的太赫兹成像286

第二节 角膜太赫兹成像生物学基础289

一、角膜及其基本结构289

二、角膜的其他成像技术290

三、角膜的太赫兹成像291

第三节 皮肤药物吸收太赫兹成像生物学基础295

一、经皮给药295

二、皮肤药物吸收的评估方法295

三、皮肤药物的太赫兹成像296

第四篇 太赫兹辐射的生物学效应303

第一章 太赫兹辐射生物学效应的机制和影响因素303

第一节 太赫兹辐射生物学效应的机制303

一、太赫兹辐射产生热效应的机制303

二、太赫兹辐射产生非热效应的机制304

第二节 太赫兹辐射生物学效应的影响因素304

一、生物物质的性质和组成304

二、太赫兹辐射暴露参数305

三、太赫兹辐射研究设备305

第二章 太赫兹辐射在个体层次的生物学效应308

第一节 太赫兹辐射对个体的影响308

一、太赫兹辐射对人体的影响308

二、太赫兹辐射对鼠的影响309

三、太赫兹辐射对果蝇的影响311

第二节 太赫兹辐射在个体层次生物学效应的潜在应用312

第三章 太赫兹辐射在组织层次的生物学效应315

第一节 太赫兹辐射对组织层次的影响315

一、太赫兹辐射对皮肤组织的生物效应316

二、太赫兹辐射对血液组织的生物效应317

三、人造组织在太赫兹生物效应研究中的应用317

第二节 计算机模拟技术在太赫兹辐射的组织损伤阈值研究中的应用318

一、阿伦尼斯方程建模318

二、基尔霍夫热辐射方程建模319

三、有限元分析法建模320

第四章 太赫兹辐射在细胞与微生物层次的生物学效应322

第一节 太赫兹辐射对细胞生命活动的影响322

一、太赫兹辐射对表皮细胞生命活动的影响323

二、太赫兹辐射对血细胞和神经细胞生命活动的影响329

第二节 太赫兹辐射对微生物生命活动的影响330

一、太赫兹辐射对大肠埃希菌生命活动的影响330

二、太赫兹辐射对酿酒酵母菌生命活动的影响331

三、太赫兹辐射对微生物胞内过程的影响332

第五章 太赫兹辐射在生物分子层次的生物学效应336

第一节 太赫兹辐射对遗传物质的影响336

一、太赫兹辐射对DNA结构的影响337

二、太赫兹辐射对DNA复制的影响337

三、太赫兹辐射对基因表达的影响338

四、太赫兹辐射对DNA损伤修复的影响342

五、太赫兹辐射对染色体的影响345

第二节 太赫兹辐射对蛋白质的影响347

一、太赫兹辐射对血红蛋白功能的影响347

二、太赫兹辐射对白蛋白功能的影响348

三、太赫兹辐射对酶活性的影响349

四、太赫兹辐射对抗体的影响351

第三节 太赫兹辐射对脂质的影响352

一、太赫兹辐射对细胞质膜的影响352

二、太赫兹辐射对人工脂质体的影响353