بیوفوتونیک تراهرتز به عنوان ابزاری برای بررسی خواص دی الکتریک و طیفی بافتهای بیولوژیکی و مایعات

چکیده

در این بررسی ، ما ویژگی های دی الکتریک بافت های بیولوژیکی و مایعات را در زمینه بیوفوتونیک تراهرتز (THz) توصیف می کنیم. ما در مورد یک مدل از توان الکتریک THz از آب و رسانه های حاوی آب بحث می کنیم ، که تجزیه و تحلیل حالت های مولکول تشدید آرامش و میرایی را ارائه می دهد. ما به طور خلاصه تکنیک های مدرن طیف سنجی THz و تصویربرداری استفاده شده در بیوفوتونیک را با تأکید زیاد بر طیف سنجی حوزه زمانی THz شرح می دهیم.   علاوه بر این ، ما روش های تصویربرداری THz با طول موج زیر و مسئله تحویل موج THz به دسترسی سخت به بافت ها و اندام های داخلی را در نظر می گیریم. ما خواص دی الکتریک THz از محلول های بیولوژیکی و مایعات را در نظر می گیریم. اگرچه جذب زیاد توسط مولکول های آب از نفوذ امواج THz به بافتهای هیدراته شده و مولکول های بیولوژیکی را در محلول های آبی بررسی می کند ، ما در مورد روش های غلبه بر این اشکالات بحث می کنیم - تکنیک های جدید انجماد و کم آبی زمانی با استفاده از عوامل hyperosmotic که پتانسیل تشخیص سرطان دارند . ما برنامه های اخیر فناوری THz را در تشخیص بدخیمی ها و کمک به بافت شناسی بررسی ویژه می کنیم که منشا of کنتراست بین بافت های سالم و پاتولوژیک مشاهده شده است. ما برنامه های اخیر بازتابش THz را در احساس پویایی نازک شدن فیلم اشک قبل از قرنیه انسان در نظر می گیریم. روش های مدرن تصویربرداری THz ، که متکی بر مفاهیم حوزه های چند طیفی و چند زمانی است و از اصول بینایی رنگ ، تجزیه و تحلیل فاز و توموگرافی استفاده می کند. روش های جدید تجزیه و تحلیل طیف THz بر اساس یادگیری ماشین ، تشخیص الگو ، تصویربرداری شیمیایی و آشکار کردن توزیع فضایی مواد مختلف در یک بافت ، تجزیه و تحلیل شده است. مدل حرارتی پیشرفته توصیف شی بیولوژیکی تابش شده توسط امواج THz و شبح تقلید از خواص نوری بافت ها در فرکانس های THz ارائه شده است. در آخر ، کاربرد طیف سنجی THz با وضوح بالا در شیمی تحلیلی ، زیست شناسی و پزشکی شرح داده شده است.