基于太赫兹谱技术的晶型药物特性研究

摘要

太赫兹(Terahertz,THz)波频率在0.1~10 THz(1THz=1012Hz),介于微波和红外线之间。很多药物的分子内振动、转动以及分子间作用对应的吸收特征频率(即指纹峰)多位于这一频率区域,可以据此进行药物辨识。本文利用太赫兹时域光谱技术(terahertz time-domain spectroscopy, THz-TDS)进行了异构体药物、多晶型药物以及药物晶型转化等方面的研究,并与拉曼(Raman)与红外(FT-IR)光谱测试结果进行了分析比较。此外,还利用THz-TDS技术进行了药物固体研磨共晶过程的监测。
　　论文主要的研究工作以及创新点有:
　　(1)利用THz-TDS对THBA的两种同分异构体3,4,5-THBA和2,4,6-THBA的含水晶型进行了实验研究。从两种同分异构体的THz吸收谱上可以发现,他们在THz波段都有特征吸收峰,且差异明显,这证明THz谱技术可以用来识别同分异构体类药物。
　　(2)对3,4,5-THBA的含水晶型与无水晶型两种原料药进行了FT-IR光谱、Raman光谱和太赫兹谱测试。两种药物的FT-IR光谱和Raman光谱均有明显差异,而在它们的THz谱上也有各自不同的特征吸收峰,可以作为它们的识别依据,且THz谱特征更为简洁,易于识别判断。利用Gaussian03量子化学软件进行理论计算,将其与实验结果进行比较,分析了相关振动模式的归属,加深了对该类药物分子内和分子间作用的理解。
　　(3)利用THz-TDS进行了3,4,5-THBA的含水晶型与无水晶型的晶型转化实验。可以发现两组实验的吸收谱在小于1.4THz的低频范围内变化都不大。但在频率高于1.4THz的频率范围,吸收谱上出现了特征峰位移、特征峰消失或新特征峰出现等明显的变化,这说明THz-TDS可以用于追踪药物晶型转化过程。
　　(4)通过研磨反应制备2,5-DHBA和吡拉西坦药物共晶体,利用THz-TDS实验研究了两种原料药和他们的共晶产物。实验结果证明可以利用太赫兹技术实现对吡拉西坦与2,5-DHBA研磨共晶反应过程的实时监测,为分析药物共晶体反应过程和相应的动力学特性等提供了重要的实验依据。

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表清单

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 传统测量技术研究面临的现状

1.3 太赫兹波技术的应用历史及现状

1.4 论文章节安排

2 太赫兹时域光谱技术

2.1 引言

2.2 太赫兹时域光谱检测技术

2.3 实验装置

2.4 样品制取过程与实验注意事项

2.5 数据处理方法

2.6 小结

3 THBA的同分异构体与多晶型药物分析

3.1 同分异构体药物的分析

3.2 药物多晶型的分析

3.3 小 结

4 基于太赫兹波谱的药物共晶的过程分析

4.1 引言

4.2 药物共晶定性分析

4.3 定量分析结果

4.4 小结

5 光谱的理论解析

5.1 量子化学在光谱模拟中的应用

5.2 量子化学计算

5.4 小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

作者简介