毒品的THz光谱研究

摘要

太赫兹(THz,全称为Terahertz)频段是指介于毫米波与红外光之间的一段相当宽范围的电磁辐射区域,属于远红外波段,物质在THz波段的光谱包含着丰富的物理和化学信息,因此在该波段对物质进行研究的意义重大。THz时域光谱技术是80年代发展起来的新型相干测量技术,具有信噪比高,不需要低温测量仪等优点,近年来得到了广泛的应用。由于生物分子的振动-转动能级落在THz波段,而且THz本身具有低能性,强穿透力的诸多特点使得人们对其越来越感兴趣,尤其是在生物医学领域和化学领域对生物的无损检测和探测方面更是得到了人们的青睐。本文就是利用THz的这些特性从理论和实验上对毒品的THz光谱进行研究。 第一章:主要介绍了本课题的选题背景,分析了太赫兹辐射的产生、探测和性质以及太赫兹时域光谱技术,并在此基础上介绍了本论文的研究目的、意义及论文的结构。 第二章:为太赫兹吸收光谱模拟的理论基础。首先概述了红外光谱的概念与划分,并以亚甲基为例具体介绍分子振动模式的形式；然后介绍了高斯软件的使用,其中包括理论方法和基组的选择以及高斯计算的步骤。 第三章:为毒品的太赫兹吸收光谱的分析。首先对高斯软件在太赫兹光谱模拟中的应用作了整体介绍,然后详细的分析了应用高斯软件的各种不同理论方法模拟苯丙胺类毒品(MDA和MDMA)、盐酸氯胺酮、咖啡因和O3吗啡得到的太赫兹吸收光谱,将其与实验结果进行比较并分析误差。最后对本章内容进行了总结。 第四章:为用高斯软件与其它软件模拟的单分子的盐酸氯胺酮和盐酸可卡因的太赫兹光谱的比较及DMol3计算可卡因晶体的振动模式。 第五章:概括本文的主要研究工作,讨论了THz技术在毒品检测及安检应用中面临的挑战和展望。

目录

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第一章引言

1.1课题的研究背景

1.2太赫兹辐射的产生和探测

1.2.1太赫兹辐射的产生

1.2.2太赫兹辐射的探测

1.3太赫兹辐射的性质

1.4太赫兹时域光谱技术

1.5本论文的研究目的及意义

1.6本论文的主要工作

第二章红外光谱模拟理论

2.1红外光谱分析原理

2.1.1红外光谱的划分

2.1.2振动模式与红外光谱

2.2高斯软件的使用

2.2.1理论方法和基组的选择

2.2.3高斯软件计算步骤

2.3本章小结

第三章 毒品THz吸收光谱的解析

3.1毒品简介

3.2高斯在THz吸收光谱模拟中的应用

3.3毒品THz吸收光谱理论模拟

3.3.1盐酸氯胺酮THz吸收光谱的理论模拟

3.3.2苯丙胺类毒品THz吸收光谱的理论模拟

3.3.3咖啡因和O3单乙酰吗啡THz吸收光谱的理论模拟

3.3.4误差分析

第四章Gaussian软件与其它软件的比较

4.1Gaussian与其它软件的比较概述

4.2用不同软件模拟毒品THz吸收光谱

4.2.1盐酸可卡因单分子模拟结果比较

4.2.2盐酸氯胺酮单分子模拟结果比较

4.3用DMo103模拟可卡因晶体的振动模式

4.4 Gaussian的局限性

第五章结论

参考文献

硕士期间所发表或待发表的论文

致谢