Vaseda Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Alexander Pol

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Tədqiqatçılar THz biofotonikasının inkişaf etməkdə olan fənlərarası tədqiqat sahəsi kimi potensialını vurğulayır və onun daha geniş tətbiqi üçün texnoloji yol xəritəsi təqdim edirlər. Müəllif: Yaponiyanın Vaseda Universitetindən Dr. Kazunori Serita

Biofotonika, bioloji sistemləri öyrənmək, izləmək və müalicə etmək üçün işıq əsaslı texnologiyaların inkişafını və tətbiqini əhatə edən çoxsahəli bir sahədir. Hüceyrələri və molekulları birbaşa görüntüləmək qabiliyyəti ötən əsrdə bir çox fundamental kəşflərə səbəb olmuşdur. Daha yaxınlarda, elektromaqnit spektrinin terahers (THz) bölgəsi bioloji tədqiqatların inkişafı üçün perspektivli bir sərhəd kimi artan marağa səbəb olmuşdur.

THz tezlik diapazonu bir neçə fundamental bioloji proseslə əlaqələndirilir. THz şüalanması su tərəfindən güclü şəkildə udulursa da (ənənəvi olaraq məhdudiyyət kimi qəbul edilir), bu xüsusiyyət hidratasiya vəziyyətlərinin və suyun tərkibinin həssas şəkildə xarakterizə edilməsinə imkan verə bilər. Görünən işıqla müqayisədə THz dalğaları müəyyən bioloji toxumalara daha effektiv şəkildə nüfuz edə bilər.

Lakin, davamlı irəliləyişlərə baxmayaraq, THz biofotonikasının tətbiqi hüceyrə və molekulyar dinamikanı birbaşa müşahidə etməkdə görünən işıq əsaslı texnikalardan geri qalır. Bu, əsasən bir neçə çətinliklə bağlıdır, o cümlədən nisbətən aşağı fəza qətnaməsi (daha uzun THz dalğa uzunluqlarının nəticəsi), ölçmələri çətinləşdirən suya yüksək həssaslıq, daha yavaş görüntüləmə sürəti və böyük ölçülü cihazlar. Xoşbəxtlikdən, son inkişaflar güclü gələcək potensialını göstərir.

Bu irəliləyişləri vurğulamaq üçün Yaponiyanın Vaseda Universitetinin İnformasiya, İstehsal və Sistemlər üzrə Ali Məktəbinin dosenti Kazunori Serita, Yaponiyanın Okayama Universitetinin Fənlərarası Elmlər üzrə Tədqiqat İnstitutunun xüsusi təyinatlı professoru Masayoşi Tonouçi ilə birlikdə THZ biofotonikasının məhdudiyyətlərini aradan qaldırmaq və tətbiqini təkmilləşdirmək üçün mövcud səyləri ümumiləşdirən hərtərəfli icmal təqdim etdi. Tədqiqat 28 may 2026-cı ildə Journal of Physics Photonics jurnalında dərc edilmişdir.

Serita bildirib ki, “THz biofotonikası yeni nəsil biotibbi texnologiyalar üçün maraqlı bir tədqiqat sahəsidir. Hazırda THz biotibbi tətbiqləri bir çox texniki məhdudiyyətləri olan bir neçə niş sahə ilə məhdudlaşır. Yeni yaranan THz texnologiyalarında son inkişaflar bu texniki məhdudiyyətlərin aradan qaldırılması potensialını xeyli artırıb”.

Tədqiqatçılar öz araşdırmalarında əvvəlcə THz radiasiyasının bioloji proseslərlə necə qarşılıqlı təsir etdiyini izah edərək, molekulyar barmaq izi spektrlərinə həssaslıq və qeyri-invaziv, dağıdıcı olmayan və etiketsiz ölçmələrə imkan vermək qabiliyyəti kimi əsas üstünlükləri vurğulayırlar. Onlar həmçinin suyun güclü dielektrik dispersiyası və udulmasını da müzakirə edirlər.

Daha sonra, onlar THz zaman domen spektroskopiyası da daxil olmaqla, əsas THz texnologiyalarının tarixi inkişafını, THz görüntüləmə texnikalarının təkamülünü və mürəkkəb və kiçik bioloji nümunələri araşdırmaq üçün istifadə edilə bilən THz metamaterial biosensorlarının yaranmasını izləyirlər .

Əsas diqqət erkən tətbiq üçün güclü potensiala malik sahələrə yönəldildi. Məsələn, THZ görüntüləməsi toxuma tərkibinə həssaslığına görə dəri xərçənginin diaqnozunda diqqəti cəlb edir və klinik sınaqlara doğru irəliləyir. Yaranın qiymətləndirilməsi THZ görüntüləməsinin getdikcə daha çox tətbiq olunduğu başqa bir sahədir. Döş xərçəngində marjanın qiymətləndirilməsi də THZ texnologiyasının praktik klinik tətbiq üçün yüksək potensiala malik olduğu və mövcud prosedurları sadələşdirmək üçün bir yol təqdim etdiyi əsas sahədir. İcmalda həmçinin dərman kəşfi və əczaçılıq təhlili sahələrində tətbiqlər vurğulanır.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və gündəlik və ya həftəlik olaraq vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında yeniliklər əldə edin .

Bu sahələrdən əlavə, icmal təkhüceyrəli THZ görüntüləməsi , molekulyar miqyaslı THZ tədqiqatları, daxili orqanlar (mədə-bağırsaq və tənəffüs sistemləri daxil olmaqla) üçün diaqnostika və THZ əsaslı qan analizi kimi inkişaf etməkdə olan istiqamətləri müəyyən edir . Bundan əlavə, o, Serita və həmkarları tərəfindən bu yaxınlarda hazırlanmış “nöqtə-terahers mənbəyi” texnologiyası da daxil olmaqla, fizioloji şəraitdə hüceyrələrin və molekulların THZ müşahidəsinə imkan verə biləcək gələcək texnologiyalara diqqət yetirir.

Serita bildirib ki, “THz ölçmə texnologiyaları təkcə tibbə deyil, həm də dərman kəşfi, qida yoxlaması, ətraf mühitin monitorinqi, yarımkeçiricilərin qiymətləndirilməsi və biotexnologiya da daxil olmaqla geniş sahələrə fayda verə bilər”.

Nəhayət, tədqiqatçılar gələcək tədqiqatlar üçün əsas sahələri təqdim etdilər, o cümlədən bioloji nümunələrdə THz kontrastının dəqiq mənşəyini müəyyən etmək və etibarlılığı artırmaq üçün su dinamikasının anlaşılmasını təkmilləşdirmək.

Serita yekun olaraq bildirib ki, “Tədqiqatımız THz biofotonikası sahəsini konsepsiyanın sübutu tədqiqatlarından praktik biotibbi tətbiqlərə çevirməyə kömək edə biləcək yeni yanaşmaların yol xəritəsini təqdim edir”.

Daha çox məlumat

Kazunori Serita və digərləri, Terahers biofotonikasında son irəliləyişlər və ortaya çıxan istiqamətlər, Fizika Jurnalı: Fotonika (2026). DOI: 10.1088/2515-7647/ae7490

Əsas anlayışlar

Biomolekulyar və subhüceyrəvi proseslərHüceyrə quruluşu, fiziologiyası və dinamikasıBioloji materiallarSpektroskopiyaTerahertz texnikaları

Vaseda Universiteti tərəfindən təmin edilir Bu hekayənin arxasında kim dayanır?

Qeb Klark

İngilis dili üzrə magistr dərəcəsi, 2021-ci ildən bəri mətn redaktoru, ali təhsil və səhiyyə sahəsində təcrübəyə malikdir. Etibarlı elm xəbərlərinə həsr olunub. Tam profil →

Aleksandr Pol

Delft Universitetindən nanomühəndislik üzrə doktorluq dərəcəsi. Nəşr olunmuş tədqiqatçı və jurnal rəyçisi. Məzmun standartlarına elmi baxış gətirir. Tam profil →

Daha ətraflı araşdırın

Superkeçirici çip kompakt görüntüləmə üçün tənzimlənən terahers dalğaları yaradır