太赫兹(Terahertz,简称THz)波是指频率为0.1 THz-10THz的电磁波,这个频率的光子能量低,不会对生物大分子产生电离化的效应,且生物大分子之间的振动和转动能级也正好位于THz频谱范围。因此THz光谱可以在生物和医学领域发挥重要的作用。基于超短THz脉冲产生与探测技术而发展的太赫兹时域光谱技术(Terahertz time-domain spectroscopy,简称THz-TDS),是一种相干探测技术,可同时得到THz信号的幅度和相位信息,从而计算出样品的折射率和吸收系数等光学参数。它已成为THz科学技术领域的一种重要技术手段。本论文首先介绍了太赫兹波的相关基础知识,以及THz-TDS技术及参数提取方法。我们结合以上内容,研究了药物共晶和可实时监测生物细胞的太赫兹传感器:1、药物共晶的探寻和使用,为药物新用途合成提供了方便,可以为药物拓宽使用途径提供了新的理论基础,为最佳药物固体形态的确定提供选择依据。我们利用THz-TDS技术测量了药学试剂巴比妥与苯甲酸、戊二酸、丁二酸、丙二酸的THz光谱,并分析了它们在THz波段下的特性。具体来说,研究了常温下巴比妥与丁二酸、苯甲酸、丙二酸、戊二酸的共晶,根据其图谱发现,THz-TDS有明显的变化,又结合了 XRD图谱和红外光谱,证明其成功地产生了共晶。推测了巴比妥与几种酸结合时可能存在的氢键模式,运用GaussView 5.0软件,分别将其结构画出,再将画出的结构导入Gaussian09软件,利用DFT半经验理论,B3LYP方法,6-311g(d,p)基组,计算了共晶的理论图谱,根据与实际测量图谱的比较,可了解共晶中分子间作用。2、基于电磁超材料的太赫兹传感器有着广阔的应用前景。针对现有监测技术存在的问题和不足,我们研究并设计了一种新型高灵敏,可实时监测细胞的太赫兹传感器,来对细胞的动态过程进行随时的无损监测。通过实时监测,来帮助了解细胞的作用机制,为预防和控制疾病提供依据。该传感器实现了太赫兹波段高灵敏,可实时监测的传感测量以及生物传感识别的高灵敏度测量。