[發明專利]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

無效

• 申請號: 201210293330.5
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102798608A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 李向軍
• 申請（專利權）人: 中國計量學院
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬于太赫茲波技術領域，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0.1～10THz區間的電磁波，其光子的能量約為1～10meV，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輻射有強烈的吸收，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波段范圍。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制藥技術的發展，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（ORD）、圓二色譜（CD）、熒光光譜、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于THz波段。雖然我們可以用FTIR(Fourier?transform?interferometry)、自由電子激光,可調諧p-Ge激光和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，并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，或樣品的吸收系數和折射率。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征以外，還可以進行具有時間分辨率的測量，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：

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e_ref(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_measure(t)；

2）參考信號的傅立葉變換為

Eref(ω)=∫-∞∞eref(t)e-jωtdt]]>

其中ω為角頻率；

3）根據勻質材料實折射率n和消光系數k均為頻率函數的電磁理論，用復折射率表示；在一材料復折射率為和另一材料復折射率為的透射和反射系數分別為和太赫茲波在材料a中傳播距離L的傳播系數為當氮氣中太赫茲波正入射充滿樣品溶液的三層樣品池模型時，記光線出射前在三層介質中總的反向傳播的次數為r＝0,1,2,...,R，記具有相同反向傳播次數r的出射光為n＝1,2,...,N，得到參考信號和樣品信號之間傳輸函數的理論模型: