利用波形重建技術測量水溶性蛋白類藥物太赫茲介電譜的方法

2023-07-29 02:14:21

專利名稱：利用波形重建技術測量水溶性蛋白類藥物太赫茲介電譜的方法
技術領域：
本發明屬於太赫茲波技 術領域，涉及一種利用波形重建技術測量水溶性蛋白類藥物太赫茲介電譜的方法。
背景技術：
太赫茲(Terahertz or THz)波通常是指頻率在O. I IOTHz區間的電磁波，其光子的能量約為I IOmeV,正好與分子振動及轉動能級之間躍遷的能量大致相當。大多數極性分子如水分子、氨分子等對THz福射有強烈的吸收,許多有機大分子(DNA、蛋白質等)的振動能級和轉動能級之間的躍遷也正好在THz波段範圍。因此，物質的THz光譜(包括發射、反射和透射光譜)包含有豐富的物理質和化學信息，其吸收和色散特性可以用來做爆炸物、藥物等化學及生物樣品的探測和識別，在物理學、化學、生物醫學、天文學、材料科學和環境科學等方面具有重要的應用價值。隨著基因重組等生物製藥技術的發展，已有胰島素、白介素、生長激素等數十種蛋白質藥物投入了臨床應用。蛋白質比傳統的藥物分子大得多，其功能基團在溫度、輻射等環境改變時可同時發生氧化、水解、消外旋等多種降解反應失去活性，因而非常不穩定。在產生、運輸、儲藏和使用環節，能及時無損的檢測藥劑中蛋白質分子的穩定性就變得非常重要。目前常用的液相色譜、電化學等檢測手段雖然精確，但需要繁瑣的預處理過程，費效比和時效性較差。光譜法是一種無損檢測技術，目前已應用到蛋白質藥物檢測的光譜法包括紫外吸收譜、可見光吸收譜、旋光色散(0RD)、圓二色譜(CD)、螢光光譜、紅外和拉曼光譜等等。但它們一般只能反映單個分子的內部信息，尤其缺乏直接提供對蛋白質功能起決定性作用的結構和構象信息的能力。研究已經證實反映蛋白質結構和構象的分子集體結構轉動能位於THz波段。雖然我們可以用FTIR (Fourier transform interferometry)、自由電子雷射，可調諧p-Ge雷射和THz-TDS等多種技術得到物質的寬帶THz譜，但THz-TDS技術的出現才真正改變了 THz譜研究的面貌。THz-TDS系統不僅工作在常溫下，系統體積小，並可方便的對樣品用激勵源進行激發，光路靈活，可隨時監測。而且它的最大優點是可以同時測量得到太赫茲波電場的幅度和相位，這樣可以直接得到樣品的復介電常數，或樣品的吸收係數和折射率。這樣就可以方便的對分子的振動/轉動模式進行極化響應建模。除了可對物質的復介電響應表徵以夕卜，還可以進行具有時間解析度的測量，即對分子構象改變而引起的振動/轉動模式演化進行實時測量。

發明內容
本發明的目的是克服現有太赫茲時域譜在透射測量液體介電譜時測量技術的不足，提供一種利用太赫茲時域譜精確測定水溶性蛋白類藥物太赫茲介電譜的方法。利用波形重建技術測量水溶性蛋白類藥物太赫茲介電譜的方法包括如下步驟
I)在太赫茲時域譜透射測量裝置上，測量沒有放置樣品時氮氣太赫茲時域譜作為參考信號eMf(t)，t為時間，再測量放置充滿蛋白類藥物水溶液樣品的樣品池的太赫茲時域譜作為樣品信號『^⑴；2)參考信號的傅立葉變換為
權利要求
1.一種利用波形重建技術測量水溶性蛋白類藥物太赫茲介電譜的方法，其特徵在於包括如下步驟 1)在太赫茲時域譜透射測量裝置上，測量沒有放置樣品時氮氣太赫茲時域譜作為參考信號eMf(t)，t為時間，再測量放置充滿蛋白類藥物水溶液樣品的樣品池的太赫茲時域譜作為樣品信號e_sure(t)； 2)參考信號的傅立葉變換為
全文摘要
本發明公開了一種利用波形重建技術測量水溶性蛋白類藥物太赫茲介電譜的方法。利用透射式太赫茲時域譜裝置，測量沒有放置樣品時氮氣的太赫茲時域譜作為參考信號，再測量放置充滿蛋白類藥物水溶液樣品的樣品池的太赫茲時域譜信號作為樣品信號，然後用參考信號和樣品池三層傳輸模型來重建樣品信號，最後使用Nelder-Mead尋優法使重建樣品信號去接近測量樣品信號，將得的樣品光學參數轉化為包含實部和虛部的太赫茲復介電譜。本發明可以充分利用電磁傳播理論建立的太赫茲穿過樣品傳播的多層精確傳輸模型，並避免了一般頻域尋優算法代價函數需要把複數轉換為實數的困難，有效提高了蛋白類藥物水溶液樣品THz介電譜的測量精度。
文檔編號G01N21/35GK102798608SQ201210293330
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者李向軍 申請人:中國計量學院