1.本发明涉及纳米太赫兹生物医学检测技术领域，尤其涉及纳米太赫兹生物医学检测方法及装置。
背景技术：2.太赫兹波是指位于微波和红外波之间频段(30μm-3mm)的电磁波。太赫兹在长波方向与微毫米波有重叠，在短波方向与红外线有重叠。近二十年来，随着研究的深入，太赫兹波在生物医学领域中的重要学术价值和重要应用前景已被逐渐认识，其独特优势正促使世界各国争相进行太赫兹生物医学交叉前沿学科的应用研究，并将此作为太赫兹技术应用的一个中远期目标。
3.现有的疾病监测手段—x射线成像等对人体的辐射损伤较大，另外，它所使用的碘制造影剂、硫酸钡等也存在明显的副作用。因此，发展新型、更安全的生物成像方式具有重要的科学意义和应用价值。近年来发展的太赫兹成像充分利用thz黑体温度低、光子能量小、不会因为光致电离而破坏被检测物质的特性，安全地进行生物医学检测和诊断。
技术实现要素：4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的纳米太赫兹生物医学检测方法及装置。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.纳米太赫兹生物医学检测方法，包括以下步骤：
7.s1：将太赫兹发射器与探测器经由适当的光路连接，就构成了太赫兹时域光谱系统；
8.s2：飞秒脉冲序列经过格兰棱镜被分成两束，上面一束作为探测光，下面一束作为泵浦光，泵浦光经平移台、斩波器后聚焦到太赫兹发射器，产生太赫兹脉冲；
9.s3：太赫兹脉冲在自出空间中传播，经出离轴抛物面镜聚焦到太赫兹探测器上，调制飞秒探测光；
10.s4：通过电动平移台调节太赫兹脉冲和飞秒探测光的时间延迟，应用采样的方法就可得到太赫兹脉冲的时域波形，对时域波形进行傅里叶变换就可以得到太赫兹脉冲的频域波形；
11.s5：在离轴抛物面镜的焦点位置放上待测物，由于待测物的折射率等物理参数与空气不同，导致太赫兹脉冲的波形发生改变，通过比较放置待测物前后太赫兹脉冲的变化，就可以得到待测物在太赫兹波段的折射率、吸收谱等信息。
12.纳米太赫兹生物医学检测装置，包括安装架，所述安装架底部正面两侧外壁分别设置有支撑块，且安装架的顶部外壁和底部内壁分别设置有第一固定座和第二固定座，安装架的正面两侧外壁分别开有滑孔，两个滑孔内滑动连接有支架，且支架的顶部中间外壁通过安装组件固定有纳米太赫兹检测机构，所述第一固定座和第二固定座之间设置有角度
调节机构，且角度调节机构，且角度调节机构的端部与纳米太赫兹检测机构相互转动连接。
13.进一步地：所述支架两端与两个滑孔分别形成滑动配合，且每个滑孔靠安装架两侧的内壁均开有等距离分布的调节孔，且支架两侧端部开有卡接孔，每个卡接孔和调节孔的孔径相同。
14.在前述方案的基础上：所述角度调节机构包括摆动杆、第一导杆、第三固定座、第二导杆、导柱和伺服电机，且第三固定座设置于支架的顶部中间外壁上，摆动杆顶端通过转轴转动连接于第二固定座的一侧，第一固定座和第三固定座的一侧均开有转孔，每个转孔内转动连接有转杆。
15.在前述方案中更佳的方案是：所述第一导杆和第二导杆的顶端分别设置于转杆的圆周上，两个导柱分别设置于第一导杆和第二导杆的底端一侧。
16.作为本发明进一步的方案：所述摆动杆的一侧开有滑动孔，且两个导柱与两个滑动孔形成滑动连接，伺服电机通过支板固定于安装架底部顶部一侧。
17.同时，所述安装架靠近伺服电机两侧的顶部外壁分别设置有配重板，其中一个转杆靠近第一导杆一侧的端部通过螺纹与伺服电机的输出端相连接，另一个转杆靠近第二导杆一侧的端部通过螺纹与安装组件相连接。
18.作为本发明的一种优选的：所述安装组件包括安装板、连接轴、插孔、u型插板、弧形卡槽和安装孔，且连接轴的端部设置于靠近支架上方的转杆的圆周端部，安装板设置于连接轴的圆周上。
19.同时，两个所述插孔分别开于安装板的顶部两侧，u型插板两端分别插接于两个插孔内，弧形卡槽开于u型插板底部中间外壁上，且弧形卡槽与连接轴的一端相适配。
20.作为本发明的一种更优的方案：两个所述安装孔分别开于u型插板的顶部两侧，两个安装孔通过螺栓与纳米太赫兹检测机构相连接固定。
21.本发明的有益效果为：
22.1.该纳米太赫兹生物医学检测方法及装置，工作时，将整体装置移动至指定位置，并通过安装组件将纳米太赫兹检测机构固定于支架的顶部中间，同时，将待测物放置于纳米太赫兹检测机构下方，通过启动角度调节机构可有效对纳米太赫兹检测机构的检测角度进行调节，从而有效扩大了对待测物检测的面积，保证检测的全面性。
23.2.该纳米太赫兹生物医学检测方法及装置，相比于磁共振成像、正电子断层扫描、荧光成像等技术，太赫兹光谱成像技术不需要引入任何外源性物质如对比剂、造影剂、荧光基团等，如此，可对待测物中多种组分进行宽光谱检测，因此具有应用范围广、不易受限、信息量丰富的特点。
24.3.该纳米太赫兹生物医学检测方法及装置，因为太赫兹光子能量低，与基于x-射线的成像技术相比，太赫兹光谱成像技术通常不会对样品造成损伤，且可以提供关于样品的化学组成和物理特性信息。
25.4.该纳米太赫兹生物医学检测方法及装置，因为太赫兹光子能量低，与基于x-射线的成像技术相比，太赫兹光谱成像技术通常不会对样品造成损伤，且可以提供关于样品的化学组成和物理特性信息。
26.5.该纳米太赫兹生物医学检测方法及装置，太赫兹技术对人体的安全性好，操作使用方便，对测试环境要求低，易于实际应用。
27.6.该纳米太赫兹生物医学检测方法及装置，通过每个卡接孔和调节孔内均插接有固定栓；通过支架在安装架上进行高低调节，可有效满足不同高度待测物进行生物检测的需要，提高了检测的灵活度。
28.7.该纳米太赫兹生物医学检测方法及装置，通过u型插板两端插入到安装板两侧的插孔内，并使得u型插板底部的弧形卡槽与连接轴的端部相互卡接，紧接着，通过螺栓将纳米太赫兹检测机构与u型插板相连接，使得纳米太赫兹检测机构紧靠u型插板底部一侧，与u型插板相互贴合连接，由此，不仅方便对纳米太赫兹检测机构进行装卸，而且保证了纳米太赫兹检测机构检查时角度倾斜的稳定。
附图说明
29.图1为本发明提出的纳米太赫兹生物医学检测装置的主视结构示意图；
30.图2为本发明提出的纳米太赫兹生物医学检测装置的背面结构示意图；
31.图3为本发明提出的纳米太赫兹生物医学检测装置的侧面结构示意图；
32.图4为本发明提出的纳米太赫兹生物医学检测装置中安装组件的结构示意图；
33.图5为本发明提出的纳米太赫兹生物医学检测方法的太赫兹时域光谱系统光路原理图。
34.图中：1、支撑块；2、安装架；3、摆动杆；4、第一导杆；5、第一固定座；6、支架；7、纳米太赫兹检测机构；8、第二固定座；9、滑孔；10、第三固定座；11、第二导杆；12、导柱；13、伺服电机；14、配重板；15、调节孔；16、安装板；17、连接轴；18、插孔；19、u型插板；20、弧形卡槽；21、安装孔。
具体实施方式
35.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
36.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
37.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
38.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
39.实施例1：
40.纳米太赫兹生物医学检测装置，如图1-4所示，包括安装架2，所述安装架2底部正面两侧外壁分别通过螺栓固定有支撑块1，且安装架2的顶部外壁和底部内壁分别通过螺栓固定有第一固定座5和第二固定座8，安装架2的正面两侧外壁分别开有滑孔9，两个滑孔9内滑动连接有支架6，且支架6的顶部中间外壁通过安装组件固定有纳米太赫兹检测机构7，所
述第一固定座5和第二固定座8之间设置有角度调节机构，且角度调节机构，且角度调节机构的端部与纳米太赫兹检测机构7相互转动连接；
41.工作时，将整体装置移动至指定位置，并通过安装组件将纳米太赫兹检测机构7固定于支架6的顶部中间，同时，将待测物放置于纳米太赫兹检测机构7下方，通过启动角度调节机构可有效对纳米太赫兹检测机构7的检测角度进行调节，从而有效扩大了对待测物检测的面积，保证检测的全面性，而通过纳米太赫兹检测机构7对待测物进行检测，其具有以下几种好处：
42.相比于磁共振成像、正电子断层扫描、荧光成像等技术，太赫兹光谱成像技术不需要引入任何外源性物质如对比剂、造影剂、荧光基团等，如此，可对待测物中多种组分进行宽光谱检测，因此具有应用范围广、不易受限、信息量丰富的特点；
43.因为太赫兹光子能量低，与基于x-射线的成像技术相比，太赫兹光谱成像技术通常不会对样品造成损伤，且可以提供关于样品的化学组成和物理特性信息；
44.由于太赫兹波对许多物质具有良好的穿透性，与原子力显微镜、扫描隧道显微镜、电子束成像等技术相比，太赫兹成像技术能够检测样品内部信息且成像范围大；与拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱成像技术相比，太赫兹光谱成像技术对样品性状影响小、抗背景噪音能力强、沉冗信息少、具有良好的探测深度；
45.太赫兹技术对人体的安全性好，操作使用方便，对测试环境要求低，易于实际应用。
46.为了方便对支架6的高度进行调节，以此保证纳米太赫兹检测机构7与待测物之间的距离调节；如图1和图3所示，所述支架6两端与两个滑孔9分别形成滑动配合，且每个滑孔9靠安装架2两侧的内壁均开有等距离分布的调节孔15，且支架6两侧端部开有卡接孔，每个卡接孔和调节孔15的孔径相同，每个卡接孔和调节孔15内均插接有固定栓；通过支架6在安装架2上进行高低调节，可有效满足不同高度待测物进行生物检测的需要，提高了检测的灵活度。
47.为了促进对纳米太赫兹检测机构7的角度进行调节，以此满足检测的需要；如图1-3所示，所述角度调节机构包括摆动杆3、第一导杆4、第三固定座10、第二导杆11、导柱12和伺服电机13，且第三固定座10通过螺栓固定于支架6的顶部中间外壁上，摆动杆3顶端通过转轴转动连接于第二固定座8的一侧，第一固定座5和第三固定座10的一侧均开有转孔，每个转孔内转动连接有转杆，第一导杆4和第二导杆11的顶端分别通过螺纹连接于转杆的圆周上，两个导柱12分别通过螺纹连接于第一导杆4和第二导杆11的底端一侧，摆动杆3的一侧开有滑动孔，且两个导柱12与两个滑动孔形成滑动连接，伺服电机13通过支板固定于安装架2底部顶部一侧，且安装架2靠近伺服电机13两侧的顶部外壁分别通过螺栓固定有配重板14，其中一个转杆靠近第一导杆4一侧的端部通过螺纹与伺服电机13的输出端相连接，另一个转杆靠近第二导杆11一侧的端部通过螺纹与安装组件相连接；
48.工作时，启动伺服电机13，伺服电机13带动第一导杆4旋转，转动的第一导杆4一侧的导柱12在摆动杆3内的滑动孔内进行滑动，此时，摆动杆3被带动，绕着第二固定座8的转轴进行左右摆动，在此之间，摆动的摆动杆3带动了其滑动孔顶部的导柱12进行滑动，而位于滑动孔上方的导柱12带动了第二导杆11进行摆动，使得其端部连接的转杆带动了安装组件进行旋转，而与安装组件相连接的纳米太赫兹检测机构7则有效完成角度调节，进而，扩
大了纳米太赫兹检测机构7检测面积，保证了纳米太赫兹检测机构7检测的效率。
49.为了方便对纳米太赫兹检测机构7进行装卸和维修；如图4所示，所述安装组件包括安装板16、连接轴17、插孔18、u型插板19、弧形卡槽20和安装孔21，且连接轴17的端部通过螺纹连接于靠近支架6上方的转杆的圆周端部，安装板16通过螺纹连接于连接轴17的圆周上，两个插孔18分别开于安装板16的顶部两侧，u型插板19两端分别插接于两个插孔18内，弧形卡槽20开于u型插板19底部中间外壁上，且弧形卡槽20与连接轴17的一端相适配，两个安装孔21分别开于u型插板19的顶部两侧，两个安装孔21通过螺栓与纳米太赫兹检测机构7相连接固定；
50.通过u型插板19两端插入到安装板16两侧的插孔18内，并使得u型插板19底部的弧形卡槽20与连接轴17的端部相互卡接，紧接着，通过螺栓将纳米太赫兹检测机构7与u型插板19相连接，使得纳米太赫兹检测机构7紧靠u型插板19底部一侧，与u型插板19相互贴合连接，由此，不仅方便对纳米太赫兹检测机构7进行装卸，而且保证了纳米太赫兹检测机构7检查时角度倾斜的稳定。
51.本实施例在使用时,将整体装置移动至指定位置，通过u型插板19两端插入到安装板16两侧的插孔18内，并使得u型插板19底部的弧形卡槽20与连接轴17的端部相互卡接，紧接着，通过螺栓将纳米太赫兹检测机构7与u型插板19相连接，使得纳米太赫兹检测机构7紧靠u型插板19底部一侧，与u型插板19相互贴合连接，使得纳米太赫兹检测机构7；
52.同时，将待测物放置于纳米太赫兹检测机构7下方，启动伺服电机13，伺服电机13带动第一导杆4旋转，转动的第一导杆4一侧的导柱12在摆动杆3内的滑动孔内进行滑动，此时，摆动杆3被带动，绕着第二固定座8的转轴进行左右摆动，在此之间，摆动的摆动杆3带动了其滑动孔顶部的导柱12进行滑动，而位于滑动孔上方的导柱12带动了第二导杆11进行摆动，使得纳米太赫兹检测机构7完成对待测物的角度调节。
53.实施例2：
54.纳米太赫兹生物医学检测方法，如图5所示，laser是飞秒脉冲序列，hwp表示1/2波片，qwp表示1/4波片，m表示平面反射镜，其中m5是硅片反射镜，pm表示离轴抛物面镜，l表示透镜，bs是格兰棱镜，pbs是沃拉斯顿棱镜，stage是电动平移台，chopper是斩波器，detector是平衡光电二极管。
55.包括以下步骤：
56.s1：将太赫兹发射器与探测器经由适当的光路连接，就构成了太赫兹时域光谱系统；
57.s2：飞秒脉冲序列经过格兰棱镜被分成两束，上面一束作为探测光，下面一束作为泵浦光，泵浦光经平移台、斩波器后聚焦到太赫兹发射器，产生太赫兹脉冲；
58.s3：太赫兹脉冲在自出空间中传播，经出离轴抛物面镜聚焦到太赫兹探测器上，调制飞秒探测光；
59.s4：通过电动平移台调节太赫兹脉冲和飞秒探测光的时间延迟，应用采样的方法就可得到太赫兹脉冲的时域波形，对时域波形进行傅里叶变换就可以得到太赫兹脉冲的频域波形；
60.s5：在离轴抛物面镜的焦点位置放上待测物，由于待测物的折射率等物理参数与空气不同，导致太赫兹脉冲的波形发生改变，通过比较放置待测物前后太赫兹脉冲的变化，
就可以得到待测物在太赫兹波段的折射率、吸收谱等信息。
61.利用基于光电导微天线的近场太赫兹时域光谱与成像检测系统(微米级分辨)分别对待测物组织和细胞进行微米级分辨检测；结果表明：组织中的功能区域可以从太赫兹图像清楚地区分开来；细胞在脱水过程中的收缩变化可以从太赫兹图像中清晰地观测到，通过对图像的对比有效判断待测物的性状特征，以此来提高病变组织检测的灵敏度。
62.所述纳米太赫兹检测机构7搭建在一个密闭有机玻璃箱之内，可以随意搬动，箱壁上设有需要的数据线、控制线和电源线接口，湿度和温度探测器，氮气入口，以及800nm飞秒光入射窗口。适当调节入射飞秒光，联接外接设备，就可以实现太赫兹时域光谱系统的应用。
63.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.纳米太赫兹生物医学检测方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：将太赫兹发射器与探测器经由适当的光路连接，就构成了太赫兹时域光谱系统；s2：飞秒脉冲序列经过格兰棱镜被分成两束，上面一束作为探测光，下面一束作为泵浦光，泵浦光经平移台、斩波器后聚焦到太赫兹发射器，产生太赫兹脉冲；s3：太赫兹脉冲在自出空间中传播，经出离轴抛物面镜聚焦到太赫兹探测器上，调制飞秒探测光；s4：通过电动平移台调节太赫兹脉冲和飞秒探测光的时间延迟，应用采样的方法就可得到太赫兹脉冲的时域波形，对时域波形进行傅里叶变换就可以得到太赫兹脉冲的频域波形；s5：在离轴抛物面镜的焦点位置放上待测物，由于待测物的折射率等物理参数与空气不同，导致太赫兹脉冲的波形发生改变，通过比较放置待测物前后太赫兹脉冲的变化，就可以得到待测物在太赫兹波段的折射率、吸收谱等信息。2.纳米太赫兹生物医学检测装置，包括安装架(2)，其特征在于，所述安装架(2)底部正面两侧外壁分别设置有支撑块(1)，且安装架(2)的顶部外壁和底部内壁分别设置有第一固定座(5)和第二固定座(8)，安装架(2)的正面两侧外壁分别开有滑孔(9)，两个滑孔(9)内滑动连接有支架(6)，且支架(6)的顶部中间外壁通过安装组件固定有纳米太赫兹检测机构(7)，所述第一固定座(5)和第二固定座(8)之间设置有角度调节机构，且角度调节机构，且角度调节机构的端部与纳米太赫兹检测机构(7)相互转动连接。3.根据权利要求2所述的纳米太赫兹生物医学检测装置，其特征在于，所述支架(6)两端与两个滑孔(9)分别形成滑动配合，且每个滑孔(9)靠安装架(2)两侧的内壁均开有等距离分布的调节孔(15)，且支架(6)两侧端部开有卡接孔，每个卡接孔和调节孔(15)的孔径相同。4.根据权利要求2所述的纳米太赫兹生物医学检测装置，其特征在于，所述角度调节机构包括摆动杆(3)、第一导杆(4)、第三固定座(10)、第二导杆(11)、导柱(12)和伺服电机(13)，且第三固定座(10)设置于支架(6)的顶部中间外壁上，摆动杆(3)顶端通过转轴转动连接于第二固定座(8)的一侧，第一固定座(5)和第三固定座(10)的一侧均开有转孔，每个转孔内转动连接有转杆。5.根据权利要求4所述的纳米太赫兹生物医学检测装置，其特征在于，所述第一导杆(4)和第二导杆(11)的顶端分别设置于转杆的圆周上，两个导柱(12)分别设置于第一导杆(4)和第二导杆(11)的底端一侧。6.根据权利要求4所述的纳米太赫兹生物医学检测装置，其特征在于，所述摆动杆(3)的一侧开有滑动孔，且两个导柱(12)与两个滑动孔形成滑动连接，伺服电机(13)通过支板固定于安装架(2)底部顶部一侧。7.根据权利要求4所述的纳米太赫兹生物医学检测装置，其特征在于，所述安装架(2)靠近伺服电机(13)两侧的顶部外壁分别设置有配重板(14)，其中一个转杆靠近第一导杆(4)一侧的端部通过螺纹与伺服电机(13)的输出端相连接，另一个转杆靠近第二导杆(11)一侧的端部通过螺纹与安装组件相连接。8.根据权利要求2所述的纳米太赫兹生物医学检测装置，其特征在于，所述安装组件包括安装板(16)、连接轴(17)、插孔(18)、u型插板(19)、弧形卡槽(20)和安装孔(21)，且连接
轴(17)的端部设置于靠近支架(6)上方的转杆的圆周端部，安装板(16)设置于连接轴(17)的圆周上。9.根据权利要求8所述的纳米太赫兹生物医学检测装置，其特征在于，两个所述插孔(18)分别开于安装板(16)的顶部两侧，u型插板(19)两端分别插接于两个插孔(18)内，弧形卡槽(20)开于u型插板(19)底部中间外壁上，且弧形卡槽(20)与连接轴(17)的一端相适配。10.根据权利要求8所述的纳米太赫兹生物医学检测装置，其特征在于，两个所述安装孔(21)分别开于u型插板(19)的顶部两侧，两个安装孔(21)通过螺栓与纳米太赫兹检测机构(7)相连接固定。
技术总结本发明公开了纳米太赫兹生物医学检测方法及装置，涉及纳米太赫兹生物医学检测技术领域；为了解决传统疾病监测的弊端；具体包括以下步骤：将太赫兹发射器与探测器经由适当的光路连接，就构成了太赫兹时域光谱系统；飞秒脉冲序列经过格兰棱镜被分成两束，上面一束作为探测光，下面一束作为泵浦光，泵浦光经平移台、斩波器后聚焦到太赫兹发射器，产生太赫兹脉冲；太赫兹脉冲在自出空间中传播，经出离轴抛物面镜聚焦到太赫兹探测器上，调制飞秒探测光。本发明相比于磁共振成像、正电子断层扫描、荧光成像等技术，太赫兹光谱成像技术不需要引入任何外源性物质如对比剂、造影剂、荧光基团等，如此，可对待测物中多种组分进行宽光谱检测。测。测。
技术研发人员：鲁兵 王飞洋 傅晓锦
受保护的技术使用者：太仓阿尔法数字科技有限公司
技术研发日：2022.07.13
技术公布日：2022/11/1
