解密圓二色光譜的工作原理
圓二色光譜是研究稀溶液中蛋白質(zhì)構(gòu)象的一種快速、簡(jiǎn)單、較準(zhǔn)確的方法。它可以在溶液狀態(tài)下測(cè)定，較接近其生理狀態(tài)。而且測(cè)定方法快速簡(jiǎn)便，對(duì)構(gòu)象變化靈敏，所以它是目前研究蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的主要手段之一，并已廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)的構(gòu)象研究中。接下來小編重點(diǎn)為大家介紹一下圓二色光譜的工作原理：
光是橫電磁波，是一種在各個(gè)方向上振動(dòng)的射線。其電場(chǎng)矢量E 與磁場(chǎng)矢量H 相互垂直，且與光波傳播方向垂直。由于產(chǎn)生感光作用的主要是電場(chǎng)矢量，一般就將電場(chǎng)矢量作為光波的振動(dòng)矢量。光波電場(chǎng)矢量與傳播方向所組成的平面稱為光波的振動(dòng)面。若此振動(dòng)面不隨時(shí)間變化，這束光就稱為平面偏振光，其振動(dòng)面即稱為偏振面。平面偏振光可分解為振幅、頻率相同，旋轉(zhuǎn)方向相反的兩圓偏振光。其中電矢量以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的稱為右旋圓偏振光，其中以逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)的稱為左旋圓偏振光。兩束振幅、頻率相同，旋轉(zhuǎn)方向相反的偏振光也可以合成為一束平面偏振光。如果兩束偏振光的振幅(強(qiáng)度) 不相同,則合成的將是一束橢圓偏振光。
光學(xué)活性物質(zhì)對(duì)左、右旋圓偏振光的吸收率不同,其光吸收的差值ΔA ( Al - Ad) 稱為該物質(zhì)的圓二色性(circular dichroism ,簡(jiǎn)寫作CD) 。圓二色性的存在使通過該物質(zhì)傳播的平面偏振光變?yōu)闄E圓偏振光,且只在發(fā)生吸收的波長(zhǎng)處才能觀察到。所形成的橢圓的橢圓率θ為:θ= tg- 1 短軸/長(zhǎng)軸
根據(jù)Lambert-Beer 定律可證明橢圓率近似地為：θ= 0. 576 lc (εl - εd) = 0. 576 lcΔε 公式中l(wèi) 為介質(zhì)厚度, c 為光活性物質(zhì)的濃度,εl 及εd分別為物質(zhì)對(duì)左旋及右旋圓偏振光的吸收系數(shù)。測(cè)量不同波長(zhǎng)下的θ(或Δε) 值與波長(zhǎng)λ之間的關(guān)系曲線,即圓二色光譜曲線。在此光譜曲線中,如果所測(cè)定的物質(zhì)沒有特征吸收,則其Δε值很小,即得不到特征的圓二色光譜。當(dāng)εl >εd 時(shí),得到的是一個(gè)正的圓二色光譜曲線,即被測(cè)物質(zhì)為右旋,如果εl <εd ,則得到一個(gè)負(fù)的圓二色光譜曲線,即被測(cè)物質(zhì)為左旋。根據(jù)圓二色光譜法的原理和測(cè)試要求設(shè)計(jì)制成的儀器稱為圓二色光譜儀。目前圓二色光譜法及其儀器已廣泛應(yīng)用于有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、配位化學(xué)和藥物化學(xué)等領(lǐng)域,成為研究有機(jī)化合物的立體構(gòu)型的一個(gè)重要方法。