太赫茲波（THzWave）屬於遠紅外波段，基于精氨及定頻率範圍一般為0.1～10THz（1THz=1012Hz），太赫波長為3000～30um範圍內的兹辐電磁波。相比於其他波段的射的酸水電磁輻射，太赫茲輻射具有其獨特的溶液優勢。THz波低能量，光谱寬頻譜和強穿透的分析特征，不會對檢測物質造成電離性破壞，量检可適用於無損檢測。基于精氨及定生物分子間的太赫弱作用力，分子內的兹辐振動模式及晶格的低頻振動都處於太赫茲波段，因此，射的酸水太赫茲光譜可以用於研究生物大分子結構轉變的溶液信息，也可以研究生物分子間的光谱相互作用，對不同的分析物質的結構進行分析和鑒別。研究者們在初期階段主要依據不同物質的指紋譜來進行區分和鑒別不同的物質種類。然而，當前THz光譜技術並不能夠直接獲取含水液體樣品的THz指紋譜，主要是由於水的氫鍵和偶極運動的作用使水對THz波具有強烈的吸收。因此，可以通過生物分子溶液的太赫茲介電譜來分析生物分子在水環境中的性質。太赫茲時域光譜技術有著許多傳統光譜技術不具備的優點，由於太赫茲時域光譜技術的極具競爭力的無損檢測優勢，已逐漸被應用於食品質量監測、化學藥品分析、生物醫學等各個領域。
氨基酸不僅僅是合成蛋白質的重要原料，也為正常的人體代謝和基本的生命活動提供必要的物質基礎。人體中缺乏必需氨基酸會影響機體的正常代謝，可能導致各種疾病的發生，甚至導致生命活動的終止。L-精氨酸，被廣泛應用於醫藥原料及食品行業當中，可直接作為食品發色劑、增香劑及營養強化劑添加到食品當中，也是飼料添加劑的主要原料成分。因此開發一種應用到食品添加劑生產及應用方麵的準確、高效、無損的檢測方法，對其進行實時的濃度監測是非常有必要的。本研究采用衰減全反射太赫茲時域光譜技術對精氨酸溶液進行光譜分析，並對溶液中精氨酸的含量進行定量檢測。采用最小二乘法建立定量分析的回歸模型，可以快速、準確地對液體中的含量進行定量檢測。
研究所用的L-精氨酸試劑購於北京Coolaber科技有限公司，純度≥99%，儲存在常溫下。將精氨酸固體粉末試劑溶解於蒸餾水當中，配製成21個濃度63個樣本分為兩組進行校準和驗證，驗證集用來評估校準集所建立模型的精度。為構建一個可靠的模型，本實驗將45個樣本作為校準集，將剩下的18個樣本作為驗證集。
本實驗使用商業THz-TDS係統（TERAK15/SYNC，MenloSystemsGmb，Munich，Germany），如圖1，頻率範圍為0.1～4.5THz，1.2GHz分辨率，與矽ATR棱鏡（BatopGmbH，Jena，Germany）聯係在一起的THz-TD-ATR光譜係統，ATR裝置基本上是矽棱鏡，其位於用於含有液體樣品的液體池，如圖2。將ATR裝置結合到THz-TDS係統中，即THz脈衝水平入射到ATR棱鏡的左側，然後以51.6°的角度折射入射到棱鏡底座，此時發生衰減的全內反射，產生的倏逝波可以與裝在棱鏡底座上ATR液室中的樣本發生相互作用。檢測從棱鏡右側傳播出的THz脈衝，可以獲得樣本的光譜信息。
為了避免空氣中水蒸氣對實驗數據的影響，整套檢測係統放置在一個密封盒中，並不斷充入幹燥的氮氣使其工作環境的相對濕度小於3%，工作環境溫度保持室溫（約294K）下。實驗時將約2mL待測樣本裝入注射器中注射至樣本池中進行測量。每次測量結束後，都需將ATR棱鏡用蒸餾水清洗並用氮氣將其吹至幹燥再重新使用。測量時域頻譜，並利用快速傅立葉變換算法將其轉換為頻域數據，從頻域數據中可以獲得不同頻率下的電場幅度。每個樣本的數據都是從三次獨立測量中獲得的平均值。
將幹褐藻對於液體樣品，使用THz-TDATR光譜技術比傳統的透射或反射模式技術能夠更精確地測定吸收係數。可以按照以下步驟計算。首先，rsam和rref的比率根據等式（1）獲得。
其中Esam和Eref表示樣品和參考物的測量頻率信號，rsam和rref表示樣品和參考物的菲涅耳反射係數。
其次，用（2）等式方程計算rsam和rref。
其中，εSi為矽棱鏡的介電常數（～3.42），ε為棱鏡反射麵附近材料的複介電常數，θ為入射角。
實驗中，以氮氣作為參考，測量參考值時r是rref。ε是氮氣的介電常數，rref通過方程式（2）計算。測量液體樣品時r是rsam。ε是樣品的複介電常數。已知rref，rsam的值可以根據公式（1）計算。將其代入式（2），得到樣品的複介電常數（ε）。ε的實部（ε′）和虛部（ε″）可以表示為，
其中k（ω）為消光係數。最後，吸收係數用下式可以得出：
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