β-丙氨酸的THz时域光谱研究

运用THz时域光谱测试技术(THz-TDS)与理论模拟相结合的方法, 研究了β-丙氨酸在THz波段的光谱特性. 在室温氮气环境中, 得到了样品在0.2～2.4 THz波段的吸收谱和折射率谱, 表明其特征吸收峰位于2.11 THz处, 平均折射率为1.96. 同时利用Gaussian 03软件的半经验理论计算了该分子在0.1～10.0 THz的振动吸收谱, 其在0.2～2.4 THz波段的吸收峰与实验相互对应, 且峰位符合较好. 研究了分子低频的振动模式, 并给出了分子的构象参数.     

百菌清晶体太赫兹光谱理论模拟分析

本研究从实验和理论分析两方面探讨了杀菌剂百菌清固体在0.4～3.0 THz的光谱特性。利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)获得了在这一频谱范围内百菌清固体分子的折射率谱和吸收谱。为了更好地对实验吸收谱进行解析,克服单分子模拟缺陷,从晶体分子结构方面分析在0.4～3.0 THz波段百菌清分子结构变化和振动吸收谱,对百菌清THz实验吸收谱进行了指认,并分析了百菌清固体分子特征吸收峰产生机理。研究表明,晶体结构理论模拟弥补了单分子模拟的缺陷,完成了对11处所有实验特征吸收峰的验证。实验谱主要由分子之间Cl—C—C,N—C—C键相互作用和晶胞内分子的集体振动产生。     

乐果分子的太赫兹时域光谱研究

研究了有机磷农药乐果在0.2~2.5 THz波段的光谱特性。应用密度泛函理论的Becke-3-Lee-Yang-Parr(B3LYP)方法计算了乐果分子在THz波段的振动吸收谱,同时利用THz时域光谱系统(THz-TDS)测得了乐果在此波段的吸收谱和折射率谱。根据理论计算结果,借助于Gaussian View软件对乐果的THz吸收谱进行了指认,并给出了与光谱特征吸收对应的分子振动构象。研究表明:乐果分子在THz波段存在吸收峰,理论计算与实验结果符合较好,且乐果分子在THz波段的吸收是由分子内和分子间振动共同引起。本研究证明了将THz-TDS技术用于乐果分子探测和识别的可行性,为THz时域光谱技术在其它农药分子识别和残留检测中的应用提供了有益的借鉴。     

20种α-氨基酸的太赫兹光谱及其分子结构的相关性

应用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术, 在室温下对构成蛋白质的20种基本氨基酸的多晶粉末压片样品进行了光谱测试分析. 结果表明, 所有氨基酸对THz波反应非常灵敏, 在0.2-3.0 THz的有效频谱范围内, 表现出各自特征吸收峰, 故而利用THz光谱可以有效地区别不同种类的氨基酸. 我们以新数据验证和补充了前人的研究结果, 建立了以氨基酸分子结构及其THz光谱特征为基础的分类方案, 讨论并揭示了氨基酸分子的结构差异与其THz吸收光谱之间的相关性. 认知这些相关性将有助于鉴定氨基酸分子, 促进THz光谱学的理论研究以及在生物医学领域的推广应用.     

胆酸和脱氧胆酸分子的远红外与THz吸收光谱研究

胆酸和脱氧胆酸是胆汁酸中的主要成分, 是人体中重要的生物表面活性剂. 两种分子只相差一个羟基, 在远红外和太赫兹波段有不同的吸收光谱. 胆酸分子的太赫兹(THz)吸收光谱有1.26 THz(42 cm-1)和2.02 THz(67 cm-1)两个吸收峰, 脱氧胆酸分子的THz吸收光谱有1.13, 1.26, 1.69和2.17 THz(即38, 42, 56, 72 cm-1)等几个吸收峰. 两个分子的THz吸收光谱都包含有1.26 THz(42 cm-1) 峰, 反映出二者结构的相似性. 它们的远红外光谱都有部分频率相近的谱带, 但对比之下可以观察到峰位位移和相对峰强的改变. 指认了两种物质的某些可能与羧基振动有关的特征吸收峰. 为找出THz光谱隐含的信息, 利用Omnic程序采用二阶导数方法来处理THz光谱数据, 观察到多个子峰, 说明分子结构中可能存在更复杂的氢键状态. 实验结果表明, 远红外和THz吸收光谱是研究生物分子及鉴别生物分子结构的很好方法.     

萘醌及其衍生物的太赫兹时域光谱研究

用太赫兹(THz)时域光谱技术研究了室温条件下的萘醌及其衍生物1,2-萘醌、1,2-萘醌-4-磺酸钠、甲萘醌、白花丹素、胡桃醌的光谱特征,得到了各自的吸收谱和折射率。结果表明,萘醌及其衍生物在此波段有不同的吸收特征,利用太赫兹时域光谱能够鉴别分子结构存在微小差别的化合物。在对样品的吸收谱进行比较的基础上,讨论了分子结构和分子间晶格振动与THz光谱特征吸收的关系。     

D-、L-和DL-青霉胺的太赫兹时域光谱

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)对D-、L-和DL-青霉胺的研究发现, 三种样品在0.2 THz到1.8 THz波段的吸收光谱存在显著差异, 实验结果表明, THz吸收光谱能够鉴别青霉胺对映异构体, 这一特点将可以用于青霉胺药物的检测. 本文利用纯D-、L-青霉胺的THz吸收光谱, 对D-、L-青霉胺混合样品的THz吸收光谱进行拟合, 证明可以用THz光谱定量分析混合样品中D-、L-青霉胺的相对含量. 这项研究为手性药物分子检测和分析提供了新的实验方法, 也对深入了解手性药物与生物靶分子之间相互作用提供了启示.     

L-和DL-福多司坦的太赫兹光谱分析

利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)在室温下对L-福多司坦和DL-福多司坦进行测量,发现L-和DL-福多司坦在THz波段都有特征吸收峰,且两者的吸收谱有明显差异.运用密度泛函理论的B3LYP方法计算了L-和DL-福多司坦在太赫兹波段的吸收谱,并对L-和DL-福多司坦的特征吸收峰进行了指认,理论计算与实验结果基本吻合.此外,还对福多司坦胶囊成品药进行了测量,发现该胶囊的吸收谱与L-福多司坦非常吻合,证明胶囊药的主要成分为L-福多司坦.这项研究对手性物质的检测以及化合物有效成分的鉴别有一定的参考作用.     

硒代胱氨酸和硒代蛋氨酸电化学检测的比较

对硒代胱氨酸 (SeCys)和硒代蛋氨酸 (SeMet)在银电极上的电化学性质、电极反应机理及检测灵敏度等方面进行比较研究。实验表明 ,两者在pH9.5的硼砂 氢氧化钠介质中 ,于 -0 .62V和 -0 .68V(vs.SCE)处均存在一对氧化还原峰 ,电化学行为相似 ,两者具有良好的线性范围和低检出限 ,SeMet比SeCys具有更高的检测灵敏度。在相同的实验条件下 ,比较了含硫氨基酸与含硒氨基酸的电化学响应 ,含硫氨基酸的检测灵敏度远低于含硒氨基酸     

一种新型双核Cu配合物的电化学性质及其应用研究

本文研究了一种新型平面双核Cu配合物 (deCu)的电化学性质及其修饰电极在水溶液中对半胱氨酸和L_色氨酸的电催化作用 .悬汞电极循环伏安曲线示出 ,在 - 0 .5V和 - 0 .2 5V处显示的还原峰分别对应于配体和配合物中心金属离子的还原反应 .光谱电化学实验进一步表明 :电位价跃至 - 0 .75V时 ,在 4 40nm处出现Cu(Ⅱ )向低价铜的电子跃迁吸收峰 ,而紫外光谱在 2 70和 2 80nm两处出现的吸收峰红移 ,这可能是因为配合物分子氧桥联发生配位形成大偶合体系所致 .利用循环伏安法制备deCu/GC和deCu/石墨碳修饰电极 ,实验表明 ,该修饰电极修饰膜的氧 /还反应为 2电子 2质子过程 ,并对半胱氨酸和L_色氨酸等具有较好的电催化氧化效果     

Terahertz Time-Domain Spectroscopy of Naphthalene and Naphthols

Low-energy vibrational modes have been investigated in polycrystalline naphthalene and its derivatives naphthols using terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) over the frequency range from 17 to 73 cm^–1 (0.5–2.2 THz) at room temperature. We propose that naphthalene and naphthols show spectral features originating from intermolecular vibrational modes. Because of the collective origin of the observed modes, the absorption spectra are highly sensitive to the overall structure and configuration of the molecules, as well as their environments. For light-sensitive materials, the THz-TDS procedure can avoid effects like photobleaching.     

腺嘌呤与富马酸共晶体的太赫兹光谱分析

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在室温下对腺嘌呤、富马酸及两者的共晶体进行测量, 实验结果显示腺嘌呤与富马酸共晶体在0.92、1.24、1.52 THz处有明显的吸收峰, 与腺嘌呤和富马酸不同, 表明共晶体物相结构不同于原料. 根据腺嘌呤分子氢键供体与受体的结构特点, 使用密度泛函理论(DFT)对腺嘌呤与富马酸三种可能的共晶体结构进行模拟. 结果显示其中一种可能的共晶体结构在0.89、1.16、1.41 THz处存在特征吸收峰, 与实验结果较好吻合. 由此判断腺嘌呤与富马酸共晶体氢键形成位置为腺嘌呤的氨基与富马酸其中一个羧酸的碳氧双键形成氢键, 而此羧酸的羟基与腺嘌呤六元环上的邻位氮原子形成第二处氢键. 本文还结合理论模拟的结果对腺嘌呤与富马酸共晶体的特征吸收峰对应的相关振动模式进行了归属.     

Angle-dependent terahertz time-domain spectroscopy of amino acid single crystals

The measurement of absorption spectra using angle-dependent terahertz (THz) time-domain spectroscopy for amino acid single crystals of l-cysteine and l-histidine is reported for the first time. Linearly polarized THz radiation enables us to observe angle-dependent far-infrared absorption spectra of amino acid single crystals and determine the direction of the oscillating dipole of the molecules in the 20-100 cm(-1) range. By comparing the THz spectra of a single crystal and powder, we found that there was a clear hydrogen-bond peak in the crystal spectrum as a result of the larger hydrogen-bond network. The low-temperature THz spectra of amino acid microcrystals showed more intermolecular vibrational modes than those measured at room temperature. An ab initio frequency calculation of a single amino acid molecule was used to predict the intramolecular vibrational modes. The validity of the calculation models was confirmed by comparing the results with experimentally obtained data in the Raman spectral region.     

Vibrational spectra of copper sulfate hydrates investigated with low-temperature Raman spectroscopy and terahertz time domain spectroscopy

In this paper, the vibrational spectra of copper sulfate hydrates (CuSO(4)·xH(2)O, x = 5, 3, 1, 0) have been investigated with low-temperature Raman spectroscopy and terahertz time domain spectroscopy (THz-TDS). It is found that the four groups of Raman bands between 90 and 4000 cm(-1) can be assigned to lattice vibration as well as intramolecular vibrations of a copper complex, sulfate group, and water molecules. The variation of vibrational spectra during the dehydrated process are discussed in detail considering the transformation of the crystal structure, especially the bands between 3000 and 3500 cm(-1), which are attributed to the ν(1) and ν(3) modes of water molecules. In addition, as a complement of Raman spectra, the THz spectra at 0.1-3 THz indicate the absorption due to the low-frequency lattice vibration and hydrogen bond.     

Molecular vibration mode assignment of nematic liquid crystal 5CB on Terahertz spectra

Using DFT/B3LYP/6-311++G** method, the molecular structure and absorption spectra in terahertz (THz) range of liquid crystal 5CB are investigated. In a frequency range 0–15 THz, an assignment of the vibrational modes corresponding to absorption frequencies is performed using potential energy distribution for the first time. It is found that the cyano group radical (–CN) do actively take part in the strongest THz absorption of 1.743, 3.942, 5.169 and 14.769 THz in different vibration modes. The results suggest that the strong polar group should be avoided in designing liquid crystal molecule and mixtures in order to reduce the absorption intensity in THz range.