从成纤维细胞、上皮细胞、神经细胞、干细胞、淋巴细胞及生殖细胞几种常见的细胞系入手,详细阐述了太赫兹辐射对不同细胞的功能、蛋白表达及基因毒性等的影响。围绕辐照条件和响应机制,基于现有的细胞学研究成果,提出了针对太赫兹生物学研究及具体应用的建议。随着太赫兹理论在生物医学领域的不断发展和成熟,太赫兹技术必将对开创新型诊疗技术具有重要的意义。

采用XANES和XPS解析山西炼焦煤中有机硫的赋存特征, 选择与煤中结构匹配的噻吩硫模型化合物进行微波辐射和水浴加热, 通过Raman光谱比较研究两者对模型化合物中含硫结构的作用机制, 利用Materials Studio构建、 优化模型化合物结构, 用密度泛函理论计算模拟微波场中模型化合物分子构型参数, 解析含硫结构对微波的响应机理。 结果表明: 噻吩硫是炼焦煤中有机硫最主要的赋存形式。 微波辐射后, 模型化合物碳硫键和硫硫键的Raman谱吸收峰发生红移, 温升速度快的模型化合物红移较小; 相同温升的水浴加热后, 几乎没有红移现象。 微波能量不足以使模型化合物中碳硫键和硫硫键断裂, 但能够改变分子构型, 模型化合物含硫键在微波场中可能存在某种过渡态。 微波作用对煤中噻吩硫结构存在非热效应。

在飞秒激光打孔硅材料过程中, 为了得到表面等离子体效应和激光烧蚀形成的孔洞对后续激光能量在孔内分布的影响, 建立单脉冲等离子体阈值理论模型及设计连续飞秒激光烧蚀硅材料实验.理论计算得到的损伤阈值为0.21 J/cm2, 符合实验模型测得的阈值0.20～0.25 J/cm2.当载流子密度达到临界值Ncr, 等离子体的激发会导致表面反射率短时间内急剧上升.入射激光通量从0.5 J/cm2增大到3.0 J/cm2, 烧蚀深度逐渐增大并趋于约1.1 μm, 同时脉宽从150 fs减小到50 fs, 烧蚀结构类似于椭圆形烧蚀轮廓.后续激光脉冲辐照在已形成的孔洞上时, 基于时域有限差分法, 控制光束与孔壁的夹角从79℃到49℃, 激光能量越接近孔底中心, 越易引发该范围内的等离子体激发; 且在不同偏振态光束辐照下, 孔底的能量分布不同会造成相应特殊的烧蚀形貌.增大激光通量和减小脉冲宽度获得理想的初始孔洞结构, 可使后续脉冲能量集中孔底中心区域, 打孔效果更好.

应用ANS渗入菠菜叶绿体膜后的ANS荧光光谱和光合细胞Chla荧光参数的变化研究了菠菜叶绿体膜对辐射功率密度为5 mW·cm-2以下的300 MHz低强度电磁场的辐射敏感性。 研究发现， 在1～5 mW·cm-2的低强度电磁场作用下， 菠菜叶绿体ANS荧光光谱的位置没有明显变化， 但ANS荧光强度明显增大， 表明低强度电磁场使菠菜叶绿体膜流动性变小。 1～5 mW·cm-2低强度电磁场的作用还使菠菜叶绿体发出的Chla荧光参数Ｆ０减小， ＦＶ／Ｆ０，　ＦＶ／Ｆｍ和ΔＦＶ／Ｔ增大， ＦＶＩ／ＦＶ减小， 表明低强度电磁场使菠菜叶绿体膜发生了光系统Ⅱ（PSⅡ）无活性中心向有活性中心的转变， PSⅡ潜在活性提高、 光合电子传递过程加快， 原初光能转换效率增强。 菠菜叶绿体膜ANS荧光和Chla荧光对低强度电磁场的这种辐射敏感性说明了低强度电磁场能对菠菜光合作用系统产生非热效应， 并且， 菠菜光合细胞有可能通过PSⅡ活性中心异质性的转变来适应电磁辐射增强的环境。

以溶剂相脂肪酶LRI催化辛酸和丁醇的酯化反应体系为对象,将反应体系中各组分分别在低功率微波辐射和常规加热下对LRI作用后,用荧光发射光谱分级逐步研究LRI在有机溶剂和水环境中的荧光光谱变化。微波辐射和常规加热在所有实验条件下均增强LRI的荧光强度而没有导致最大发射波长位移。在微波辐射能够提高反应初速度的范围内,当LRI与有机分子共热后,微波辐射更有利于LRI蛋白质分子在水中的裸露。不同log P溶剂的反应体系对酶构象的影响主要表现为溶剂对其的影响。反应初速度对log P的变化规律与水相LRI蛋白质的荧光强度对log P的变化接近,而与溶剂相LRI蛋白质的荧光强度对log P的变化规律之间基本无共同之处。

在300 MHz低强度射频电磁场的作用下,烟草叶片光合细胞Chla荧光动力学过程和超弱发光均发生了变化,荧光动力学参数F₀、F_V/F₀、F_V/F_m、ΔF_V/T和T_1/2及超弱发光的光子数对电磁场辐射功率的响应呈现出非线性和"功率窗"特征,表明低强度射频电磁场对光合细胞具有非热效应.电磁场的非热效应使得烟草叶片光合细胞的细胞膜受到伤害,PSⅡ反应中心受损、PSⅡ潜在活性降低,光合电子传递过程受阻,原初光能转换效率下降.