儿童常用抗生素类药物的太赫兹光谱研究(附件)【字数：10215】
摘 要本文利用太赫兹时域光谱技术对室温下十四种儿童常用抗生素药物的光谱特性开展研究，从而获得它们的吸收谱和折射谱，并找出两者之间存在的差异。通过分析这些药物的太赫兹光谱的吸收峰位置和数量的共性和特性，可以得出本文的分析发现。这些发现为今后鉴别儿童常用抗生素类药物的分子识别及药品质量检查提供一定参考。对于减少目前抗生素药物滥用，尤其是儿童类抗生素药物滥用的普遍存在有一定益处。
目 录
第一章 绪论 5
1.1课题研究的背景 5
1.2太赫兹波的简介 6
第二章 实验仪器及样品的制备 8
2.1傅里叶红外光谱仪 8
2.2样品制备 8
2.3数据处理原理 9
第三章 太赫兹光谱鉴定与实验数据对比 10
第四章 光谱研究结论 26
结束语 27
致谢 28
参考文献 30
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
太赫兹(THz)技术及该技术的应用研究在近些年发展迅速，许多研究表明该技术在国防安全、信息通信、材料、环境、化学和生物医学等领域有巨大的应用前景。本文利用THzTDS技术研究室温下几种儿童常用抗生素药物的光谱特性，获得它们的吸收谱和折射谱并找出他们之间的差异。为鉴别儿童常用抗生素类药物的分子识别及药品质量检查提供一定参考，依此减少目前抗生素类药物的滥用现象，尤其是儿童类抗生素药物滥用的普遍存在。
由于THz波具有一些不同于其他波的特点，如透视性、光谱分辨和安全性等，研究人员就该波段进行了大量的研究工作。近年来，关于THz辐射光源和探测器等方面的研究取得了较大的进展,这些进展对THz 技术的应用研究具有极大的促进作用。THz这种技术在实际的使用中的关键办法是THz时域光谱(terahertz timedomain spectroscopy，THzTDS)和THz成像。THzTDS技术可以获得所要测量物品的光谱信息，该技术利用飞秒激光产生脉冲信号，并对时间分辨的THz 电场进行探测，被测物品的光谱信息再利用傅里叶变换即可得到。因为THz辐射的功率大小位于μW量级，在功率方面较热背景辐射的小功，所以可忽略被测物品的热应变。TH *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
z光谱技术主要有透射技术、漫反射光谱技术、镜面反射光谱技术、光抽运THz技术以及衰弱全反射光谱技术等。THz成像技术的原理是利用物品的透射或者反射成像的，这样可以得到被测物品的表面特征。此外，THz技术可以达到功能性成像的效果，通过使用THz波强弱程度度与其相位的二维信息，THz成像技术可以对被测物品的内部结构、空间分布和物质组成开展探测，达到功能性成像的结果。
太赫兹(THz)技术及其应用研究近些年得到了迅速的发展，许多研究表明该技术在国防安全、信息通信、材料、环境、化学和生物医学等领域有巨大的应用前景。中红外和近红外光谱技术可以对含有的官能团化合物分子进行确定，也可以对未知物品开展鉴别，该鉴别利用其指纹特征，具有许多优点，如方法简单方便、鉴别速度快、效果灵敏度高、节约样品等，该技术是常用的分析和表征化合物的方法。但是如果两个化合物的分子结构相似，那么在红外波段引起的吸收峰位则由于基因共振导致两化合物几乎相同，因此在对其构效关系鉴别和药理分析等方面产生了一定的困难。太赫兹光谱技术的特点不仅是高度的专属性和单纯化合物特异性，而且有宏观指纹特征，尤其对于混合体系，这对鉴别混合物不同性和复杂性的化学成分效果较好，且具有速度快、鉴别安全、重现性好、节约样品，效果灵敏等优点。
在药物化学领域中，有一个方向是非常关键的，这就是药物活性成分(APIs)的分析检测。固态APIs的晶体通常有两种或者多于两种，而且晶体类型不同导致其临床治疗效果，物理化学性质、生产过程和工艺的差异。在进行药品生产和流通储藏等过程中，APIs的存在形式和化学性质可能会发生变化，如果与其他溶剂或药用辅料发生反应。因此，对APIs的不同存在形式进行分析，并对其性质转变过程进行研究，这对药物的生产和商标保护等方面产生非常关键的作用和意义。当前，较多的有X射线衍射法、拉曼光谱法、红外光谱法、固态核磁共振法(ssNMR)等对固态APIs进行分析。和以上分析技术相比，THzTDS技术是在药学领域应用方面关键补充，有着独特的特征。
THzTDS化合物晶型灵敏度一般较其他化学物晶型灵敏度高，可以将晶体中的声子振动模式进行很好的体现，这种模式在晶体的结构方面的信息能得到较好的反应。该化合物晶型同于X射线粉末衍射(XPRD)，其有择优取向的问题。也不同于红外和拉曼光谱，THzTDS在分子低频振动、氢键等分子间的弱相互作用和晶体的声子振动方面能较好的反应。而且THz 辐射能量很低，不会像激光拉曼光谱的激发那样引起光化学反应，从而不会由于内部热应力导致所测物品的晶型发生改变。与另一种检测ssNMR不同，THzTDS需要较少的被检测物品，能够对药物的进行较大的通量检测分析。不仅如此，在检测时能获得THz脉冲的振幅和相位信息，能对药品内部的物理化学信息进行无损检测。
在生物医药领域，THz技术的应用也逐渐增多，THzTDS以及THz成像技术在探测药物化学成分、区分同素异构体、混合物的定性与定量分析、鉴别多晶型和假多晶型的药物等诸多内容得到了较多的成果，也取得了极大的进展。
1.2太赫兹波的简介
太赫兹(Terahertz，THz)辐射一般指的是在电磁波谱上介于微波波段和红外辐射波段两者之间一个特定波段的电磁辐射。在电子学领域，毫米波或亚毫米波是电磁波位于该频段的另外一种名称；在光谱学领域，该频段的电磁波被称为远红外射线。其一般所指的太赫兹电磁辐射的频率范围在0.1THz10THz之间(与其相对的波长为3mm～30μm)。
太赫兹波主要有产生方式：一种方法是通过光电导产生宽频带脉冲THz辐射，另一种方法是利用窄频带连续太赫兹脉冲产生THz的技术，最后一种是利用光整流产生宽频带脉冲太赫兹辐射的方法。
光电导产生频带脉冲太赫兹辐射的方法相对简单，该方法利用金属电极光电导半导体来对频带施加压力，产生太赫兹辐射的。当对两电极之间的光电导材料进行速度超级快的激光照射时，会在光电导材料的表面，迅速出现较多的电子空穴对。这些光生粒子会加速运动，如果外加偏置电场和内建电场对其产生作用的情况下，运动的结果是形成瞬变的光电流，这些光电流在光电导半导体材料的表面会随着时间的变化向外辐射，最终产生出太赫兹脉冲。
目 录
第一章 绪论 5
1.1课题研究的背景 5
1.2太赫兹波的简介 6
第二章 实验仪器及样品的制备 8
2.1傅里叶红外光谱仪 8
2.2样品制备 8
2.3数据处理原理 9
第三章 太赫兹光谱鉴定与实验数据对比 10
第四章 光谱研究结论 26
结束语 27
致谢 28
参考文献 30
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
太赫兹(THz)技术及该技术的应用研究在近些年发展迅速，许多研究表明该技术在国防安全、信息通信、材料、环境、化学和生物医学等领域有巨大的应用前景。本文利用THzTDS技术研究室温下几种儿童常用抗生素药物的光谱特性，获得它们的吸收谱和折射谱并找出他们之间的差异。为鉴别儿童常用抗生素类药物的分子识别及药品质量检查提供一定参考，依此减少目前抗生素类药物的滥用现象，尤其是儿童类抗生素药物滥用的普遍存在。
由于THz波具有一些不同于其他波的特点，如透视性、光谱分辨和安全性等，研究人员就该波段进行了大量的研究工作。近年来，关于THz辐射光源和探测器等方面的研究取得了较大的进展,这些进展对THz 技术的应用研究具有极大的促进作用。THz这种技术在实际的使用中的关键办法是THz时域光谱(terahertz timedomain spectroscopy，THzTDS)和THz成像。THzTDS技术可以获得所要测量物品的光谱信息，该技术利用飞秒激光产生脉冲信号，并对时间分辨的THz 电场进行探测，被测物品的光谱信息再利用傅里叶变换即可得到。因为THz辐射的功率大小位于μW量级，在功率方面较热背景辐射的小功，所以可忽略被测物品的热应变。TH *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
z光谱技术主要有透射技术、漫反射光谱技术、镜面反射光谱技术、光抽运THz技术以及衰弱全反射光谱技术等。THz成像技术的原理是利用物品的透射或者反射成像的，这样可以得到被测物品的表面特征。此外，THz技术可以达到功能性成像的效果，通过使用THz波强弱程度度与其相位的二维信息，THz成像技术可以对被测物品的内部结构、空间分布和物质组成开展探测，达到功能性成像的结果。
太赫兹(THz)技术及其应用研究近些年得到了迅速的发展，许多研究表明该技术在国防安全、信息通信、材料、环境、化学和生物医学等领域有巨大的应用前景。中红外和近红外光谱技术可以对含有的官能团化合物分子进行确定，也可以对未知物品开展鉴别，该鉴别利用其指纹特征，具有许多优点，如方法简单方便、鉴别速度快、效果灵敏度高、节约样品等，该技术是常用的分析和表征化合物的方法。但是如果两个化合物的分子结构相似，那么在红外波段引起的吸收峰位则由于基因共振导致两化合物几乎相同，因此在对其构效关系鉴别和药理分析等方面产生了一定的困难。太赫兹光谱技术的特点不仅是高度的专属性和单纯化合物特异性，而且有宏观指纹特征，尤其对于混合体系，这对鉴别混合物不同性和复杂性的化学成分效果较好，且具有速度快、鉴别安全、重现性好、节约样品，效果灵敏等优点。
在药物化学领域中，有一个方向是非常关键的，这就是药物活性成分(APIs)的分析检测。固态APIs的晶体通常有两种或者多于两种，而且晶体类型不同导致其临床治疗效果，物理化学性质、生产过程和工艺的差异。在进行药品生产和流通储藏等过程中，APIs的存在形式和化学性质可能会发生变化，如果与其他溶剂或药用辅料发生反应。因此，对APIs的不同存在形式进行分析，并对其性质转变过程进行研究，这对药物的生产和商标保护等方面产生非常关键的作用和意义。当前，较多的有X射线衍射法、拉曼光谱法、红外光谱法、固态核磁共振法(ssNMR)等对固态APIs进行分析。和以上分析技术相比，THzTDS技术是在药学领域应用方面关键补充，有着独特的特征。
THzTDS化合物晶型灵敏度一般较其他化学物晶型灵敏度高，可以将晶体中的声子振动模式进行很好的体现，这种模式在晶体的结构方面的信息能得到较好的反应。该化合物晶型同于X射线粉末衍射(XPRD)，其有择优取向的问题。也不同于红外和拉曼光谱，THzTDS在分子低频振动、氢键等分子间的弱相互作用和晶体的声子振动方面能较好的反应。而且THz 辐射能量很低，不会像激光拉曼光谱的激发那样引起光化学反应，从而不会由于内部热应力导致所测物品的晶型发生改变。与另一种检测ssNMR不同，THzTDS需要较少的被检测物品，能够对药物的进行较大的通量检测分析。不仅如此，在检测时能获得THz脉冲的振幅和相位信息，能对药品内部的物理化学信息进行无损检测。
在生物医药领域，THz技术的应用也逐渐增多，THzTDS以及THz成像技术在探测药物化学成分、区分同素异构体、混合物的定性与定量分析、鉴别多晶型和假多晶型的药物等诸多内容得到了较多的成果，也取得了极大的进展。
1.2太赫兹波的简介
太赫兹(Terahertz，THz)辐射一般指的是在电磁波谱上介于微波波段和红外辐射波段两者之间一个特定波段的电磁辐射。在电子学领域，毫米波或亚毫米波是电磁波位于该频段的另外一种名称；在光谱学领域，该频段的电磁波被称为远红外射线。其一般所指的太赫兹电磁辐射的频率范围在0.1THz10THz之间(与其相对的波长为3mm～30μm)。
太赫兹波主要有产生方式：一种方法是通过光电导产生宽频带脉冲THz辐射，另一种方法是利用窄频带连续太赫兹脉冲产生THz的技术，最后一种是利用光整流产生宽频带脉冲太赫兹辐射的方法。
光电导产生频带脉冲太赫兹辐射的方法相对简单，该方法利用金属电极光电导半导体来对频带施加压力，产生太赫兹辐射的。当对两电极之间的光电导材料进行速度超级快的激光照射时，会在光电导材料的表面，迅速出现较多的电子空穴对。这些光生粒子会加速运动，如果外加偏置电场和内建电场对其产生作用的情况下，运动的结果是形成瞬变的光电流，这些光电流在光电导半导体材料的表面会随着时间的变化向外辐射，最终产生出太赫兹脉冲。
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