摘要：天津市津腾实验室设备有限公司生产的隔膜真空泵和微孔滤膜是制药车间的药物粉尘前处理实验中不可少的设备。选用糖尿病药物格列美脲作为研究对象，通过太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术对其纯品制成的 压片进行吸收光谱测量，测量结果显示，该药物在0.1～2THz波段有多个明显的特征吸收峰。 将格列美脲生成气溶胶以模拟车间环境，为了减少水汽的影响，通过微孔滤膜干燥法和Nafion材质微孔滤膜干燥法分别对其进行干燥处理。
关键词：红外光谱；微孔滤膜；药物粉尘；太赫兹时域光谱(THz-TDS)；吸收系数
由于制药车间是一个有着很多精密仪器的场所，很难直接通过湿式除尘；而且这些药物性粉尘不同于一般施工造成的扬尘，因粒径很小，很难精确测量，并且会在空气中悬浮很长一段时间。因此，研究制药车间粉尘的检测办法具有很重要的 意义。太赫兹(terahertz, THz)通常是指频率在0.1～ 10THz间的电磁波，由于其高穿透性、瞬时性、相干性、光子能量低和频带宽等诸多优点，尤其是许多大分子的振动频率和转动能级都处于该波段，使得基于太赫兹技术的物质检测技术得到众多科研工作者的关注。 本文将格列美脲片制成与药物粉尘相仿的气溶胶，利用水汽对太赫兹辐射具有较强的吸收能力，分别使用微孔滤膜干燥法和Nafion膜干燥法处理后进行太赫兹波谱检测，得到了很好的鉴别和检测效果。
1 、实验方法与数据处理
1.1 、实验装置及条件：
太赫兹时域光谱技术是目前应用最广的THz光谱检测手段，实验采用透射式太赫兹 时域光谱(THz-TDS)系统。其中M1～M7为反射镜，L1～L2为平凸透镜，PM1～PM4为椭球镜。光源激光器的中心波长780 nm，重复频率约78MHz，脉宽约100 fs，平均功率约150mW。其产生的飞秒激 光(femtosecond laser)经分束片(beam splitter, BS)后分为泵浦光和探测光，泵浦激光经音圈电机和角锥棱镜组成的延时线装置(delay line)后 聚焦到THz发射器(emitter)上产生太赫兹辐 射，探测激光用来激发THz探测器(detector)。 信号发生器(signal generator)用来给发射器施加调制频率，太赫兹辐射经过离轴抛物面镜反射并穿过气体腔(gas chamber)后，被探测器接收并 转换为电信号，计算机(PC)就可以通过锁相放大器(lock-in amplifier)采集到太赫兹辐射的信号。
实验使用的气体腔为直径5cm、长24.5cm 的圆柱形腔体，在进行微孔滤膜实验时该气体腔替换为安装滤膜的样品架。由于太赫兹辐射对水 汽很敏感，因此THz波产生和传输部分都被置于干燥环境中，实验过程中持续充入干燥空气以保持其湿度在1.8%以下。
1.2 、待测样品制备：
本实验使用的格列美脲片来自医院采购，为绿色异形片。测试纯品光谱时，将药片压碎、充分研磨后放入压片机中，设置质量为3t，将其 压成直径13mm、厚度不一的圆形薄片。为了模拟制药车间产生的药物粉尘环境，使 用TSI公司生产的3079型气溶胶发生器。该 装置基于伯努利效应，可将喷雾瓶中的溶液或悬 浮液以最高达5 L/min的速度喷射出去，形成粒径0.2～0.3μm的气溶胶。具体做法是将格列美脲药片压碎研磨后，滴加蒸馏水至其完全溶解，搅拌均匀后将溶液置于气溶胶发生器中的喷雾 瓶内，调整流速就可以生成模拟制药车间的药物 粉尘。 由于溶液中主要含量为蒸馏水，而水蒸气对 太赫兹辐射的吸收很强，因此我们需要对生成的格列美脲气溶胶进行后续处理才能够识别其特征谱线，本文采用的是天津津腾微孔滤膜干燥法和Nafion膜干燥法。 微孔滤膜干燥法选用天津市津腾实验室设备有限公司直径50mm、孔径0.1μm的微孔滤膜，将之紧密安装在单侧有口的气体腔开口位置。将生成的湿润的格列美脲气溶胶输入气体腔中一段时间后取下微孔滤膜，经高纯氮气吹干后用于测试。 Nafion微孔滤膜干燥法选用一种全氟磺酸膜干燥管，其主要原理被称为过蒸发(per-vaporation)，即利用磺酸基团的强亲水性，将Nafion微孔滤膜干燥管内壁吸收的水分经磺酸基间的传递转移到膜干燥管外壁，最后这些水分就会蒸发并被反吹的高纯氮气所带走。由于全氟磺酸膜干燥管除湿利用的是干燥管内外壁的湿度差，属一阶动力学反应，所以可以在100～200ms内迅速完成。在使用过程中，当湿润的格列美脲气溶胶经过Nafion膜干燥管，其所含的水分会被反吹的高纯氮气带走，从而可以使在气体腔中得到干燥的格列美脲气溶胶用于检测。
以上内容仅供参考。
