氨基酸官能团的太赫兹振动模式研究

发布时间：2021-04-16 05:29

　　对比于氨基酸的红外分析法,太赫兹波的电子能量更低,可实现无损检测。氨基酸分子内原子振动、分子间氢键的作用、以及晶体中晶格的低频振动均处于太赫兹波段,使其在太赫兹波段具有吸收峰,且不同的氨基酸分子太赫兹吸收峰不同,故可用氨基酸在太赫兹波段的这种"指纹特性"实现氨基酸类物质的定性分析。量子化学分析方法可以应用量子力学的基本原理和方法,研究稳定和不稳定分子的结构、性能及其之间的关系,还可以针对分子与分子间的相互作用、相互碰撞及相互反应等问题进行研究。通过量子化学计算方法计算氨基酸分子的太赫兹吸收谱,可以为氨基酸分子的太赫兹吸收峰匹配分子振动模式,对氨基酸定性分析有一定参考性与指向性,并为实验获取的样品太赫兹时域光谱提供理论支撑,在实验获得太赫兹吸收谱的基础上进行量子化学计算,还能为实验结果进行验证。首先利用太赫兹时域光谱技术获取了谷氨酰胺、苏氨酸、组氨酸的太赫兹吸收谱,分别构建这三种氨基酸样品在实物中以两性离子形式存在的单分子构型,利用量子化学计算方法在完成结构优化后进行太赫兹吸收谱模拟计算。计算结果表明三种氨基酸单分子的太赫兹吸收谱计算结果与实验获取的太赫兹吸收谱差异较大,但在高频段吸收峰... 

【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2020,40(02)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

三种氨基酸样品的单分子构型

氨基酸官能团由一个氨基和一个羧基构成, 为了与氨基酸固体样品做出更精确的对照, 将氨基酸官能团也绘制成两性离子。 而且, 绘制了含R基和不含R基两种结构, 其中含R基结构用一个氢(H)原子取代R基, 不含R基为C-带电体形式。 计算过程与三种样品的单分子计算类似, 由ChemDraw绘制分子构型, 导出笛卡尔坐标后, 在Gaussian03中进行优化和IR计算。 其中氢原子取代R基的氨基酸官能团选用6-311G++(d, p)基组, 而不含R基的氨基酸官能团带两个单位负电荷和一个单位正电荷, 在基组选择时考虑到不含R基的氨基酸官能团电荷个数为3, 但依然带两性电荷, 故仍然选用6-311G++(d, p)基组。 图2(a)和(b)分别为含R基和不含R基氨基酸官能团的单分子构型。3 结果与讨论

利用量子化学分析软件计算IR后, 在远红外波段(波数3～333 cm-1)提取太赫兹吸收谱, 由于实验所用仪器精度所限, 3 THz后的实验数据受环境因素影响较大, 故只提取3 THz(波数3～100 cm-1)之前的计算数据与有效的实验数据进行对比。3.1 样品实验结果与计算结果对比

【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹时域光谱技术的重金属离子吸附检测方法研究[J]. 燕芳,邹粮徽,王志春.  光谱学与光谱分析. 2018(04)
[2]Gaussian在THz光谱模拟中的应用[J]. 王光琴,李宁,沈京玲.  首都师范大学学报(自然科学版). 2007(03)
[3]组氨酸和精氨酸的太赫兹光谱研究[J]. 王卫宁,李元波,岳伟伟.  物理学报. 2007(02)



本文编号：3140834