生物寡肽的THz光譜研究.pdf

1、太赫茲(THz)輻射是指頻率位于微波和紅外光之間的電磁波，屬于遠(yuǎn)紅外波段，近十幾年來，隨著超快激光技術(shù)的迅速發(fā)展，為THz脈沖的產(chǎn)生提供了穩(wěn)定、可靠的激發(fā)光源，使THz輻射的產(chǎn)生和應(yīng)用得到了蓬勃發(fā)展。THz時(shí)域光譜技術(shù)是80年代發(fā)展起來的新型相干測(cè)量技術(shù)，具有信噪比高，不需要低溫測(cè)量?jī)x等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。由于生物分子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)落在THz波段，而且THz本身具有低能性，不會(huì)對(duì)生物組織造成破壞等特點(diǎn)，使得THz對(duì)生物材料的

2、無損檢測(cè)成為研究的熱點(diǎn)之一。 本文利用首都師范大學(xué)物理系THz波譜與成像實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，對(duì)若干生物寡肽樣品進(jìn)行了THz光譜研究，同時(shí)，嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的形成機(jī)制進(jìn)行理論解釋。本工作的研究主要包括實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論解析兩個(gè)方面。 實(shí)驗(yàn)方面，本文的研究工作主要包括： 第一、詳盡討論了樣品制備的注意事項(xiàng)，制備流程，以及樣品含量對(duì)THz光譜的影響。對(duì)生物樣品制備具有一定的借鑒意義。 第二、利用THz時(shí)域光譜技術(shù)對(duì)若干生

3、物寡肽樣品進(jìn)行測(cè)試，給出了純品以及摻雜樣品的折射率譜和吸收譜，并詳細(xì)討論了不同摻雜比對(duì)有效頻譜和特征吸收峰的影響。 第三、對(duì)上述若干生物寡肽樣品進(jìn)行了紅外光譜測(cè)試。 在THz光譜理論解析方面，本論文的工作包括：第一、根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研情況，采用Gaussian03軟件中的密度泛函理論，對(duì)所研究的生物寡肽分子進(jìn)行了理論模擬計(jì)算，獲得它們的穩(wěn)定構(gòu)型以及在紅外和THz波段的振動(dòng)光譜。 第二、為驗(yàn)證模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性，詳細(xì)討論了

4、分子初始結(jié)構(gòu)對(duì)模擬結(jié)果的影響。同時(shí)，鑒于密度泛函理論在紅外波段的模擬計(jì)算比較成熟，比較生物寡肽在中紅外波段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論模擬結(jié)果，判斷理論模擬時(shí)所選用分子初始結(jié)構(gòu)的可信性，從而對(duì)THz波段模擬結(jié)果的可信度提供旁證。 第三、將所得THz波段可信的理論模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較，嘗試對(duì)各寡肽在THz波段的指紋吸收譜的形成機(jī)制進(jìn)行解釋。 本文的研究成果，不僅填補(bǔ)了生物寡肽在THz波段的指紋譜空白，而且對(duì)于探索運(yùn)用THz時(shí)