本文選題：太赫茲　切入點(diǎn)：太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)　出處：《南京大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：太赫茲(Terahertz,簡(jiǎn)稱THz)波是指頻率為0.1 THz-10THz的電磁波,這個(gè)頻率的光子能量低,不會(huì)對(duì)生物大分子產(chǎn)生電離化的效應(yīng),且生物大分子之間的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)也正好位于THz頻譜范圍。因此THz光譜可以在生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。基于超短THz脈沖產(chǎn)生與探測(cè)技術(shù)而發(fā)展的太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)(Terahertz time-domain spectroscopy,簡(jiǎn)稱THz-TDS),是一種相干探測(cè)技術(shù),可同時(shí)得到THz信號(hào)的幅度和相位信息,從而計(jì)算出樣品的折射率和吸收系數(shù)等光學(xué)參數(shù)。它已成為THz科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的一種重要技術(shù)手段。本論文首先介紹了太赫茲波的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí),以及THz-TDS技術(shù)及參數(shù)提取方法。我們結(jié)合以上內(nèi)容,研究了藥物共晶和可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物細(xì)胞的太赫茲傳感器:1、藥物共晶的探尋和使用,為藥物新用途合成提供了方便,可以為藥物拓寬使用途徑提供了新的理論基礎(chǔ),為最佳藥物固體形態(tài)的確定提供選擇依據(jù)。我們利用THz-TDS技術(shù)測(cè)量了藥學(xué)試劑巴比妥與苯甲酸、戊二酸、丁二酸、丙二酸的THz光譜,并分析了它們?cè)赥Hz波段下的特性。具體來說,研究了常溫下巴比妥與丁二酸、苯甲酸、丙二酸、戊二酸的共晶,根據(jù)其圖譜發(fā)現(xiàn),THz-TDS有明顯的變化,又結(jié)合了 XRD圖譜和紅外光譜,證明其成功地產(chǎn)生了共晶。推測(cè)了巴比妥與幾種酸結(jié)合時(shí)可能存在的氫鍵模式,運(yùn)用GaussView 5.0軟件,分別將其結(jié)構(gòu)畫出,再將畫出的結(jié)構(gòu)導(dǎo)入Gaussian09軟件,利用DFT半經(jīng)驗(yàn)理論,B3LYP方法,6-311g(d,p)基組,計(jì)算了共晶的理論圖譜,根據(jù)與實(shí)際測(cè)量圖譜的比較,可了解共晶中分子間作用。2、基于電磁超材料的太赫茲傳感器有著廣闊的應(yīng)用前景。針對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)存在的問題和不足,我們研究并設(shè)計(jì)了一種新型高靈敏,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞的太赫茲傳感器,來對(duì)細(xì)胞的動(dòng)態(tài)過程進(jìn)行隨時(shí)的無損監(jiān)測(cè)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),來幫助了解細(xì)胞的作用機(jī)制,為預(yù)防和控制疾病提供依據(jù)。該傳感器實(shí)現(xiàn)了太赫茲波段高靈敏,可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的傳感測(cè)量以及生物傳感識(shí)別的高靈敏度測(cè)量。
[Abstract]:The terahertz wave is an electromagnetic wave with a frequency of 0. 1 THz-10THz, which has a low photon energy and does not produce ionizing effects on biomolecules. The vibrational and rotational energy levels between biomolecules are also located in the THz spectrum. Therefore, the THz spectrum can play an important role in biological and medical fields. Terahertz developed based on ultrashort THz pulse generation and detection technology. Terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) is a coherent detection technique. The amplitude and phase information of THz signal can be obtained at the same time. Thus, the optical parameters such as refractive index and absorption coefficient of the sample are calculated. It has become an important technical means in the field of THz science and technology. This paper first introduces the basic knowledge of terahertz wave. Combined with the above contents, we have studied the drug eutectic and THz sensor: 1, which can be used to monitor biological cells in real time. The exploration and application of drug eutectic provides convenience for the synthesis of new drug applications. It can provide a new theoretical basis for broadening the use of drugs, and provide a selection basis for the determination of the best drug solid form. We have measured the pharmaceutical reagents barbitone and benzoic acid, glutaric acid, succinic acid, and succinic acid by THz-TDS technique. The THz spectra of malonic acid and their characteristics in the THz band were analyzed. Specifically, the eutectic properties of bitol and succinic acid, benzoic acid, malonic acid and glutaric acid at room temperature were studied. Combined with XRD and IR spectra, it was proved that eutectic was successfully produced. The possible hydrogen bonding modes in the binding of barbitol with several acids were deduced, and their structures were drawn by using GaussView 5.0 software. Then the structure is introduced into Gaussian09 software, and the theoretical atlas of eutectic is calculated by using the B3LYP method of DFT semi-empirical theory, and the theoretical atlas of eutectic is calculated according to the comparison with the actual measurement atlas. The terahertz sensor based on electromagnetic supermaterial has a broad application prospect. In view of the problems and shortcomings of the existing monitoring technology, we have studied and designed a new type of high sensitivity sensor. A terahertz sensor that can monitor cells in real time to monitor the dynamic process of cells at any time. Through real-time monitoring, it helps to understand the mechanism of cell action. The sensor can be used to detect and control diseases in terahertz band with high sensitivity and real-time monitoring, as well as high sensitivity measurement for biosensor identification.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212;O441

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本文編號(hào)：1595211