FTIR光谱方法对比分析少年和老年软骨成分含量

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱方法测量了少年和老年人软骨的红外光谱。由OMNIC 5.2软件计算了软骨中主要有机成分(胶原)和无机成分相关光谱带的积分面积。对代表有机物和无机物的某些谱带面积大小进行了比较。结果表明：软骨中有机成分(酰氨Ⅰ)含量与无机成分(PO3-₄)含量之比少年是老年人的5～7倍;然而脂类含量却有很大的不同, 对脂类(1 747 cm-1)与无机物(PO3-₄)的谱带积分面积进行比较,老年人软骨中脂类含量明显高于少年。作者认为人体随着年龄的增加,全身性的退化在软骨中的总体表现为有机成分(胶原)的减少(而脂类含量却增加)和无机成分(磷酸盐、碳酸盐等)相对的增加,使得软骨骨质变脆,失去过多弹性,耐磨性减低,是进一步容易导致骨病和骨伤的原因。     

太赫兹互补金属氧化物半导体场效应管探测器理论模型中扩散效应研究

针对基于经典动力学理论传统模型中忽略扩散效应的问题,通过对基于玻尔兹曼理论的场效应管传输线模型的理论分析,建立了包含扩散效应的太赫兹互补金属氧化物半导体(CMOS)场效应管探测器理论模型,研究扩散效应对场效应管电导及响应度的影响.同时,将此模型与忽略了扩散效应的传统模型进行了对比仿真模拟,给出了两种模型下的电流响应度随温度及频率变化的差别.依据仿真结果,并结合3σ原则明确了场效应管传输线模型中扩散部分省略的依据和条件.研究结果表明:扩散部分引起的响应度差异大小主要由场效应管的工作温度及工作频率决定.其中工作频率起主要作用,温度变化对差异大小影响较为微弱;而对于工作频率而言,当场效应管工作频率小于1 THz时,模型中的扩散部分可以忽略不计;而当工作频率大于1 THz时,扩散部分不可省略,此时场效应管模型需同时包含漂移、散射及扩散三个物理过程.本文的研究结果为太赫兹CMOS场效应管理论模型的精确建立及模拟提供了理论支持.     

四氯化碳ν_1振动在费米共振光谱特性参数中的作用

研究了CCl4的ν1+ν4与ν3的费米共振现象。结果表明ν1振动频率是影响费米共振红外和拉曼光谱特性参数(峰位差Δ,耦合系数W,光谱强度比R,非谐力常数K等)的主要因素,而其光谱强度大小却与这些参数无直接关系。本文用Berttran理论和群论对这一结果给以解释。该研究对理解费米共振现象和分子结构研究中的谱线归属等有参考价值。     

液芯光纤中溶液吸收和荧光的性质对CS2受激拉曼散射阈值的影响

利用液芯光纤技术研究了不同浓度的β-Carotene的CS₂溶液的吸收与荧光的特性对CS₂的一、二阶Stokes谱线阈值的影响.实验发现随溶液浓度(10^-8—10^-6 mol/L)增加，CS₂的一阶Stokes谱线的激发阈值相对变高；并且与纯CS₂芯液的受激拉曼散射相比较，在低抽运能量激发下，就观察到CS₂的二阶Stokes谱线.这主要是由于在CS₂的受激拉曼谱线产生的过程中，β-Carotene的CS₂溶液的吸收和荧光共同影响了CS₂的一、二阶Stokes谱线的阈值.我们进行了理论上的拟合与分析，其结果与实验符合很好. 关键词： 2受激拉曼散射阈值')" href="#">CS₂受激拉曼散射阈值 液芯光纤 吸收与荧光     

液芯光纤中溶液吸收和荧光的性质对CS2受激拉曼散射阈值的影响

利用液芯光纤技术研究了不同浓度的β-Carotene的CS2溶液的吸收与荧光的特性对CS2的一、二阶Stokes谱线阈值的影响.实验发现随溶液浓度(10-8-10-6 mol/L)增加,CS2的一阶Stokes谱线的激发阈值相对变高;并且与纯CCS2芯液的受激拉曼散射相比较,在低抽运能量激发下,就观察到CS2的二阶Stokes谱线.这主要是由于在CS2的受激拉曼谱线产生的过程中,β-Carotene的CS2溶液的吸收和荧光共同影响了CS2的一、二阶Stokes谱线的阈值.我们进行了理论上的拟合与分析,其结果与实验符合很好.     

电化学氧化下喹喔啉-2(1 H)-酮的三氟甲基化及电描述符对反应性能的评价

通过使用廉价易得且易于处理的CF3SO2Na作为CF3源,实现了操作简单的电化学氧化喹喔啉-2(1H)-酮的C—H三氟甲基化.由于没有使用任何催化剂或氧化剂,该方法符合绿色和可持续发展的要求.最重要的是,使用"电描述符图"来评估底物的反应活性,可以清楚地看到反应/非反应边界和产量变化趋势.     

太赫兹片上系统和基于微纳结构的太赫兹超宽谱源的研究进展

目前太赫兹辐射信号的功率不高,辐射带宽也较窄,这些对于生物化学、含能材料的太赫兹检测应用领域来说是一大限制因素,因此如何获得宽谱高功率的太赫兹源对于太赫兹时域光谱系统的发展是非常重要的;另一方面,常规的太赫兹系统是在自由空间传输探测的,测量过程需要在氮气或者干燥空气环境中进行,以克服空气中水的吸收干扰,同时自由空间中的光场与物质相互作用的模式又降低了物质检测的灵敏度,这对于痕量物质检测来说构成了挑战.面对这一问题,太赫兹片上系统利用微纳结构中的局域场效应实现对物质的低浓度检测,此方案有助于解决这一应用难题.综上所述,本文分成以下两部分阐述:首先阐述了纳米金属薄膜作为新的太赫兹源,它可以同时产生非相干的和相干的太赫兹信号,其输出为超过100 THz的太赫兹-红外辐射,功率高达10 mW,这种超宽谱和高功率现象主要是由于非相干的热辐射效应引起的;第二,阐述了基于不同传输线结构、不同基底材料的太赫兹片上系统结构设计和光谱应用.基于共面带状线结构和聚合物材料基底的太赫兹片上系统有着较低的损耗,能够实现超过2 THz带宽的测量和生物化学应用.     

环状烯烃聚合物基底材料的太赫兹复介电常数和损耗特性研究

太赫兹时域光谱(THz-TDS)已被用于研究包括液体,半导体,爆炸物和气体等多种材料。然而自由空间太赫兹光谱系统存在着一些检测局限性,如微量物质难以被检测、系统尺寸难以实现微型化、空气中水的强烈吸收引起的信号衰减较大等问题。为了解决这些问题,研究人员设计了基于金属波导传输线结构的太赫兹芯片集成器件,通过飞秒红外激光激励传输线上的光电导材料实现太赫兹波的产生和检测。然而,在这些芯片上传输的太赫兹信号的频谱宽度很难达到自由空间太赫兹时域光谱系统的频带宽度,一个重要原因是由于传输信号受到随频率增加的传输线损耗所导致的衰减。通常这些损耗主要由三个部分组成：导体损耗,介电损耗和辐射损耗。研究表明：使用低介电常数材料作为共面传输线的衬底,将减少这种介电常数的失配,从而避免冲击波辐射损失;使用具有低损耗角正切的基底材料可以减少太赫兹传输线的损耗。环烯烃聚合物(COP)是一种具有环状烯烃结构的非晶性透明共聚物的材料,在太赫兹波段具有很高的透射率,为了探究这种材料是否能用于共面传输线的衬底,需要通过太赫兹时域光谱技术和介电函数理论分析它在太赫兹频段的光谱和介电特性,以及对这种材料作为基底时用在太赫兹传输线的传输特性进行仿真计算分析。使用透射式太赫兹时域光谱系统,对三种COP、熔融石英和PMMA进行了光谱测试,提取了它们的透射时域信号,采用Dorney和Duvillaret等提出的物理模型计算复介电函数。实验表明：与其他两种材料相比,COP材料在1 THz处的透过率更高,可以达到94.5%,同时介电损耗和介电常数更低,其中介电损耗在1 THz处达到4.31×10-4,因此将COP作为传输线基底材料时能有效减少基底的介电损耗。同时COP材料的介电常数在0.2～2.8 THz范围内维持在约2.3的水平,也有效减弱了辐射损耗。对实验材料基底组成的共面波导传输线进行了HFSS模拟,获得了它们的正向传输衰减系数(S₂₁ parameter),并对由基底引起的介电损耗和辐射损耗进行了计算分析。模拟和计算结果也表明在同一传输线结构下,与其他材料相比COP作为基底时的损耗更小。通过太赫兹时域光谱法与介电响应分析,表明了在太赫兹波段具有较低介电常数的COP材料更适合作为太赫兹传输线结构的基底材料,它可以有效的降低因基底引起的介电损耗和辐射损耗。这为太赫兹传输线的设计过程中衬底材料的选择与应用提供了实验和理论依据。     

太赫兹光谱技术在中药大黄炮制品检测中的应用研究

针对中药炮制前后成分变化会影响中药用药疗效的问题,采用四种大黄炮制品为研究对象,利用太赫兹时域光谱系统和化学计量学处理方法获得了中药大黄光谱数据,按照中药大黄炮制品的种类对光谱数据进行了区分。同时,薄层色谱法研究显示大黄在不同炮制方法处理后,其炮制品中基础物质蒽醌和鞣质类化合物含量发生变化,而该实验获得的这四种大黄炮制品太赫兹光谱数据之间的关联性与上述变化规律相吻合。这就说明太赫兹光谱技术对中药炮制品的物质成分是敏感的,此方法可以为中药炮制过程中物质结构变化的研究提供重要参考。     

MA水合物相变过程的太赫兹光谱表征研究

水合物是药物的一种重要存在形式,30%以上的药物都是水合物,其中对于水合物与无水物之间的转化过程,是研究药物稳定性的重要环节。太赫兹光谱对水合物的分子结构和分子间的弱相互作用很敏感,表现在太赫兹波段会有特征吸收峰的产生与变化。通过解析随温度变化的水合物分子在太赫兹波段的时域与频域信息,可以了解分子的结构变化与光谱参数变化。我们以MA水合物为研究对象,利用太赫兹时域光谱技术表征水合物随温度变化发生的相变过程以及其分子结构的变化情况。随着温度的升高,MA水合物在太赫兹波段的多个振动峰的吸收强度发生变化,这个光谱表征的变化体现了升温过程中水合物失水的相变过程以及相应水合物分子的结构也发生了变化。本文的研究方法对太赫兹光谱用于制药行业的质量监控具有一定指导作用,对有效控制药物在生产过程中始终保持理想水合物或者无水物状态具有重要意义。