对乙酰氨基酚的太赫兹时域光谱研究

摘要

太赫兹波由于其特有的透视性、安全性及光谱分辨本领高等特点,为太赫兹时域光谱技术(T era-hertz time-domain spectroscopy,THz-TDS)在物质检测、物质结构辨别、物质定性及定量分析等方面的应用奠定了基础.药品,作为预防和治疗疾病并规定有适应症或者主治功能的物质,一直跟人们的生活息息相关.但是,近年来药品由于质量问题从而危害人们身体健康的新闻屡见不鲜,迫切需要行之有效的药品检测方法的呼声越来越多.而太赫兹时域光谱技术作为一种新型的无损检测的光谱技术,逐步开始被应用到药品检测中.基于此,采用太赫兹时域光谱技术研究了对乙酰氨基酚的太赫兹特征谱.首先,采用太赫兹时域光谱技术测试了对乙酰氨基酚在0.3～4.5 THz范围的太赫兹光谱,实验获取了六个特征吸收主峰和一个肩峰,分别位于1.46,1.88,2.11,2.52,2.95,3.48和4.27 T Hz;接着,采用密度泛函理论对光谱进行解析,基于气态理论的计算结果,发现实验吸收峰有分子内作用力的贡献,但由于其未能考虑分子间作用力,无法全面对实验吸收峰进行解析;进一步,采用固态密度泛函理论模拟,经过实验和理论结果对比,发现1.46和2.11 THz的吸收峰既有分子间作用力也有分子内作用力,1.88,2.52和2.95 THz处的吸收峰主要来源于分子间作用力,3.48和4.27 T Hz处的吸收峰主要来源于分子内作用力;最后,对商用品牌中美史克牌的对乙酰氨基酚片做了变质处理,测试其在变质前后0.3～2.75 THz范围内的太赫兹特征峰,通过比较发现,商用药片与对乙酰氨基酚样品的吸收峰完全匹配,说明可以借助T Hz特征峰对药品进行标定;通过对比对乙酰氨基酚片变质前后的T Hz吸收谱,发现变质后的药片原有的T Hz特征峰基本消失,这一方面说明位于0.3～2.75 TH范围内的THz特征峰1.46和1.88 THz虽有分子内作用的贡献,但是主要源于分子间作用力,另一方面也说明随着药品化学特性变化,其对应的T Hz指纹吸收峰也会发生改变;变质后的药片产生了位于0.69 T Hz的新特征吸收峰,说明药片在变质后已经形成新的分子间作用力,药品的化学性质已经发生了变化,产生了新的物化功能.