在人类可持续发展的道路上, 生物医学研究始终处于核心地位。太赫兹(THz)技术依靠其自身的优势, 在生物医学领域得到了广泛的应用。本文着重介绍了太赫兹表征技术以及太赫兹生物效应在生物医学方面的应用。太赫兹表征技术应用领域的介绍主要分为5个部分: 氨基酸和多肽、DNA、蛋白质、癌症的检测和龋齿诊断等其他领域的应用。太赫兹生物效应的研究则集中于THz对机体组织和细胞的作用上。此外, 本文简单介绍了化学计量学方法以及其与THz技术结合在生物医学方面的应用。最后总结了THz技术在生物医学领域的不足, 并对进一步研究的方向进行了讨论。本文主要对太赫兹技术在生物医学方面的应用进行综述, 为相关研究奠定了基础。

将拉曼光谱技术和化学计量学方法相结合实现了对人血和动物血种属的区分， 并提出了一种基于Hilbert变换的拉曼光谱相位提取方法， 提高了人血与动物血区分的准确度。 分别对血液光谱数据和它所对应的相位信息进行主成分分析（PCA）， 通过主成分得分图比较两者对人与动物血液的区分程度， 并建立偏最小二乘判别分析（PLS-DA）模型， 通过设置合适的分类阈值y， 可以实现人与动物血液的有效区分。 结果表明在选取第一、 第二主成分分析时， 利用光谱数据相位信息建立的PCA模型， 识别率更高， 人与动物血液明显区分开来。 其所对应的PLS-DA模型最优主成分数为3， 预测标准误差（RMSEP）和决定系数（R2）分别为0.044 3和0.993 2。 而用血液原始光谱建立的PLS-DA模型最优主成分数为6， RMSEP和R2分别为0.053 7和0.990 1。 说明利用拉曼光谱相位信息建立的PLS-DA模型可以拟合较少的主成分数来获得误差更小的预测结果。 进一步观察PLS-DA模型拟合不同主成分数的预测标准误差曲线图， 当选取同样多的拟合主成分数时， 利用血液拉曼光谱相位信息建立的PLS-DA模型其所对应的预测标准误差均低于原始血液光谱数据。 所以， 通过提取血液拉曼光谱数据的相位信息， 可以降低模型的复杂程度， 提高识别准确度。

浙贝母(Fritillariae thunbergii Bulbus)是一种常用的化痰止咳中药, 为浙江著名的“浙八味”之一。 硫熏能够使浙贝母增白、 防虫蛀以及延长保质期, 然而过度的硫熏不仅会影响浙贝母的品质, 还会危害人体健康。 因此, 进行硫熏浙贝母的无损鉴别分析有利于浙贝母的品质监测, 保障中药质量。 采用近红外光谱结合化学计量学方法进行六种不同硫熏程度浙贝母的鉴别分析, 在近红外(900～1 700 nm)光谱条件下, 采用“boxplot”统计分析1 000～1 100 nm内样本间的光谱反射值的差异。 同时采用主成分分析(PCA)进行六种样本的聚类分析。 应用连续投影法(SPA)进行数据挖掘获得10条特征波段, 建立其偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型。 结果表明, 建立的PLS-DA模型可达到与全谱类似的判别结果。 近红外光谱技术结合化学计量学方法能够实现不同硫熏程度浙贝母的无损鉴别分析, 这为后续进行硫熏浙贝母品质分析以及研发相应贝母便携检测仪提供参考。

应用可见/近红外高光谱对细菌性角斑病早期胁迫下的黄瓜叶片中所含过氧化物酶（peroxidase, POD）活性进行检测。 在380~1 030 nm光谱范围获取120个样本（健康, 病害轻微感染1级和2级）的光谱曲线, 并使用分光光度计法测量感染病害样本中的过氧化物酶活性值。 采用单因素方差分析（analysis of variance, ANOVA）对三种不同程度早期病害胁迫下过氧化物酶活性值进行统计分析, 结果表明不同程度病害胁迫下黄瓜叶片中的过氧化物活性存在显著性差异（p=005）。 采用SPXY方法将样本分为建模集（80个样本）与预测集（40个样本）。 采用random frog（RF）和回归系数法（regression coefficient, RC）方法提取特征波段, 并建立过氧化物酶活性值的偏最小二乘回归（partial least square regression, PLSR）预测模型。 最终得到RF-PLSR具有最佳的预测效果, 预测集相关系数为0816, 预测均方根误差为11235。 研究结果表明高光谱结合化学计量学方法可以实现细菌性角斑病早期胁迫下黄瓜叶片中过氧化物酶活性的测定, 为植物病害的早期无损诊断提供参考。