香山科学会议呼吁加快太赫兹技术生物医学研究

许多病人在医院检查病情时需要一系列的检查，如x光、CT和核磁共振。太赫兹波是一种尚未完全开发的电磁波，它可能会改变这种情况。

4月8日至9日，在主题为“太赫兹波在生物医学应用中的科学问题和前沿技术”的第488届香山科学大会上，与会专家指出，由于太赫兹波具有活性物质结构和性质的指纹特征，光子能量低，远低于X射线能量，因此不会对生物大分子、生物细胞和组织产生有害电离，特别适用于生物组织的活检。因此，与现有的医学成像技术相比，太赫兹波谱成像技术具有更加独特和适用的物理特性。

太赫兹波是一种频率为0.1-10太赫兹的电磁波，处于从宏观电子学到微观光子学的过渡波段。在国际上，太赫兹生物医学研究与欧盟于2000年建立的国际联合项目“太赫兹桥梁”一起正式启动。美国*将太赫兹技术列为“未来将改变世界的十大技术”之一。日本将其列为“国家支柱十大战略目标”的首位，并将生物医学应用列为主要方向之一。欧洲也连续10年将生物医学应用作为第一个研究方向。

会议执行主席之一的姚建铨院士表示，围绕太赫兹技术的生物医学应用研究，已经启动了许多大型国际合作项目。目前，太赫兹技术在生物大分子、细胞、组织、器官等方面的生物监测和生物效应研究已经取得了一些有代表性的成果。

会议执行主席之一的杜香湾院士指出，在所有的物理技术中，电磁波技术在促进医学方面发挥着特别突出的作用。自1901年X射线获得第一个诺贝尔物理学奖以来，已有五个与生物医学相关的诺贝尔奖授予X光谱技术领域。“本次会议旨在讨论太赫兹技术与生物医学前沿的交汇点，并促进该领域的深入研究与合作。”

对于太赫兹技术在生物医学中的应用，吉林大学教授崔洪亮介绍说，生物大分子的相互作用是重大生命现象和疾病发生的关键驱动力，太赫兹光子能量涵盖了生物大分子空间构象的能级范围。该频带包含重要的信息，例如直接代表生物大分子功能的空间构象，这些生物大分子不能被其他电磁波段检测到。因此，可以发展一种新的理论和新的技术来利用太赫兹探测和干预生物大分子的相互作用过程，为重大疾病的诊断和有效干预提供先进的技术手段。

太赫兹技术最终将应用于生物医学领域，但也需要应用于特定的医疗设备，形成一定规模的产业化。

“我国现有的检验医学核心技术和临床设备主要由国外垄断，国内品牌的市场份额极低。”第三军医大学西南医院的傅教授对此表示担忧。他指出:“目前，太赫兹波探测分子和细胞的探测理论和关键技术是中国首次与全球同步开展的研究。它将从一个新的角度为检验医学领域的分子和细胞检测提供一种革命性的科学方法。有望阐明和提供一个全新的实验医学理论和技术体系，形成太赫兹波的新学科和产业基础——实验医学的优势。”

中国工程物理研究所流体物理研究所研究员李泽仁也表示，通过国家对太赫兹源、探测器和成像系统等关键技术和仪器的大力支持，中国已经基本建立了开展太赫兹生物医学研究的基础。

“可以说，生物医学微观领域的太赫兹技术将为揭示生物大分子与细胞相互作用的物质规律，展示这些行为和活动的物理特征，最终解释各种生命现象提供革命性的科学方法。在生物医学的宏观层面，它将为疾病的诊断、治疗、评估、监测和预警以及随后的药物设计、研发、生产和评估带来革命性的变化。”天津大学教授姚建铨院士对太赫兹技术的未来充满信心。

然而，国内太赫兹波生物医学研究刚刚起步，缺乏深入有效的跨学科整合、国家学术战略发展规划和国际竞争力。在相关科研支持方面，目前中国只有6个与太赫兹波生物医学相关的国家自然科学基金项目。

“目前，中国许多团队正在开展太赫兹波生物医学研究，但仍缺乏平台、团队和技术支持，无法进行交叉集成、联合研究和系统研究。要实现实质性突破，还有很长的路要走。”会议执行主席之一、中国工程物理研究所研究员刘沧利呼吁研究人员不仅要迎头赶上，还要在国家层面进行规划、支持和协调。

(北京，4月12日，科技日报)(原名“中国应加快太赫兹技术的生物医学应用研究”)