【摘要】 科学指南针隆重推出圆二色谱（CD）测试分析一体化新产品，从样品测试到谱图处理，一站式提供测试解析服务。新产品推出期间，还有9折优惠活动哦，扫码领券~

当代科学技术的发展使得人们对于光谱学的研究越来越深入。在光谱学中，圆二色谱是一种非常重要的技术手段，通过测量物质对偏振光的旋光性质，能够帮助研究人员深入了解分子结构、蛋白质折叠以及其他生物分子的性质。于是，科学指南针隆重推出圆二色谱（CD）测试分析一体化新产品，从样品测试到谱图处理，一站式提供测试解析服务。新产品推出期间，还有9折优惠活动哦，扫码领券~

 
PART.01 原理介绍
圆二色谱是一种通过测量光的旋光性质来研究物质结构的技术。当线偏振光通过具有手性分子的样品时，光的振动方向会发生旋转，产生旋光角度。圆二色谱通过测量样品对不同波长光的旋光角度，得到圆二色谱谱图。
圆二色谱谱图包含两个参数：CD（Circular Dichroism）和ORD（Optical Rotatory Dispersion）。CD表示样品对不同波长光的吸收差异，反映了分子结构的对称性和手性性质。ORD表示样品对不同波长光的旋光角度，反映了分子结构的手性性质。
PART.02 分析案例
蛋白质二级结构的规律取决于肽键的有序排列，该排列主要靠分子间的氢键维系，因此分子间作用力的变化会影响蛋白质的二级结构，其CD谱峰也会随之改变。由下图四可知，三个样本CD特征峰位置相似，在191 nm附近出现明显正峰，在200 nm和223 nm处存在明显的负峰。其中样本1在191 nm附近出现的正峰强度较高，该区域主要为β-sheet 结构特征区域，表明蛋白二级结构主要以β-sheet 为主。拟合结果同样表明样本1中α-helix、β-sheet、β-turn和 Random的相对含量分别为X%、X%、X%和X%。α-helix和β-sheet是维系蛋白氢键的关键结构，样本β-sheet含量占比近50%，表明空间结构相对稳定。
 样本蛋白质二级结构相对含量表（波段范围190~240nm）
样品号
α-helix
β-sheet
β-turn
Random
Sample 1
X%
X%
X%
X%
Sample 2
X%
X%
X%
X%
Sample 3
X%
X%
X%
X%
说明：考虑到数据的保密性，该表格数据为随机填写，不具有实际意义。
α-helix对应螺旋结构，β-sheet对应折叠结构，β-turn对应转角结构，random对应随机结构，反向β-sheet对应反向平行结构。一般而言，α-helix和β-sheet都是依靠氢键维持，通过不同的处理方法可能会改变蛋白质分子链中氢键的生成或断裂，从而会改变α-helix和β-sheet的相对含量。
一般蛋白质二级结构对应的CD图如下，且各结构可能出现多个峰，有的峰位会发生相互重叠，因此峰形指认较为复杂。下图可用于理解各结构的出峰位置。
PART.03 仪器设备
圆二色谱的仪器设备主要包括光源、偏振器、样品室、检测器和数据处理系统。光源产生具有单一波长的光，偏振器将光线偏振为线偏振光，样品室用于放置样品，检测器测量样品对光的吸收和旋光性质，数据处理系统用于处理和分析谱图数据。
现代圆二色谱仪器设备还具有高灵敏度、高分辨率和自动化控制等特点，能够实现快速、准确的测试和分析。
  圆二色谱仪的结构构造图
目前有三家生产圆二色谱的厂家，仪器型号和特点如下：
1961年，日本分光株式会社生产出第一台圆二色谱仪。目前，圆二色谱仪的生产厂家有三家：日本分光株式会社 (JASCO)、法国Bio-Logic公司和英国应用光物理公司。目前三家生产的圆二色谱仪最新型号分别为JASC0-1500、MOS-500和Chirascan。
日本分光株式会社的JASCO 1500,  配置光源为150W氙灯，分光器为双棱镜分光器， 检测器的标配为 163~950nm。可选配近红外检测器：400~1250 nm。分辨率：0.00001 mdeg; 杂散光：0.0003 %以下(200 nm), 0.004 mdeg(l85 nm,150 W): PMS 噪音：0.007 mdeg (200 nm), 0.03 mdeg (500 nm), 0.07 mdeg (500 nm, 光谱带宽 1 nm, 反应时间 8 s), 需高纯氮气，扫描速度：1~10000 nm/min。附件包括：变温样品支架，温度范围-4 0~130°C; 固体样品支架及积分球检测器；氮气吹扫装置（波长>190 nm,  氮气流速为 2 L·min-1波长为 185~190 nm,  氮气流速为 2~15 L·min-1波长为 180~185nm，氮气流速为 15~20 L·min-1 波长<180 nm, 氮气流速>20 L·min-1）。
法国Bio-Logic公司的MOS-500圆二色谱仪，光源为150W氙灯，波长范围：163~950 nm; 波长准确度：土0 .1 nrn(163~950 nm); 光学系统：单棱镜/双光栅；噪音：0.01 mdeg(163 ~950 nm)；200 nm 以下需氮气吹扫。杂散光：< 0.0002% (200 nm)；PMS 噪音：0.01 mdeg；最快扫描速度：1200 nm·min-1。附件有控温装置，快速动力学停留装置。
英国应用光物理公司的Chirascan 圆二色谱仪，光源150W氙灯，波长范围 170~900 nm; 波长准确度士0.1nm(170-400nm), 土0.5nm(400~900)光谱重复性:土 0.05nm(l63~400 nm), 土 0.1 nm (>400 nm) ; 波长分辨率：0.1 nm: 波长 170~900 nm 区间都需氮气吹扫，波长>200 nm 时氮气流速为 2 L·min-1，波长<200 nm 时氮气流速为 5 L·min-1
PART.04圆二色谱的应用
4.1 分子结构研究
圆二色谱在分子结构研究中发挥着重要作用。通过分析圆二色谱谱图，可以确定分子的二级结构，如蛋白质的α-螺旋、β-折叠等。此外，圆二色谱还可以研究分子的构象变化、溶剂效应以及与其他分子的相互作用。
4.2 手性化学研究
手性化学是化学领域的重要分支，研究手性分子的合成、性质和应用。圆二色谱可以用于研究手性分子的手性识别、手性诱导和手性反应。通过分析圆二色谱谱图，可以确定手性分子的绝对构型、手性诱导效应以及手性催化反应的机理。
4.3 药物研发和药物分析
圆二色谱在药物研发和药物分析中也有广泛应用。通过圆二色谱可以评估药物与蛋白质的相互作用，如药物与靶蛋白的结合位点、亲和力和作用机制。此外，圆二色谱还可以用于药物的质量控制和药物代谢动力学研究。