圆二色光谱在中药小分子与生物大分子相互作用中应用的研究进展

第24卷,第5期光　谱　实　验　室Vol.24,No.5 2007年9月Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory September,2007圆二色光谱及其在药物研究方面的应用①于海英　程秀民②　王晓坤(山东大学药学院分析测试中心115#　济南市文化西路44号　250012)摘　要　对圆二色光谱技术在手性化合物分析中的应用进展进行综述,简单介绍了圆二色光谱的原理和特点,着重阐述了圆二色光谱在药物研究领域中的应用,初步探讨了HPL C-CD联用在该领域的应用。

关键词　圆二色光谱,药物研究,应用。

中图分类号:O433.5+9 文献标识码:A 文章编号:1004-8138(2007)05-0877-091　前言药物与我们的日常生活息息相关,无论是生产者还是使用者都十分关心药物的质量问题。

手性作为化合物的本质属性之一,必然在药物分子中有所体现,成为药物分子呈现多种现象的源泉。

在药物学上,具有立体异构的药物分子在体内与受体也通常以立体选择性的方式相互作用,因而两种对映体往往表现出不同的药理活性;或者其中一种有活性,而另一种无活性甚至有毒。

因此对映异构体的分析在药物研究方面具有重要意义。

近年来国内外学者建立了许多分离纯化手性物质的方法,以色谱法居多,但因手性固定相、手性流动相、分析条件、分析步骤、外来干扰等的限制,方法的应用性不强。

而圆二色光谱作为一种光谱分析法,对手性分子的测定具有专属性,更加适合于手性药物的分析研究,目前已被广泛应用于蛋白质构象研究、酶动力学、光学活性物质纯度测量、手性药物定量分析等领域。

本文就其在医药研究方面的应用做进一步的论述。

2　圆二色光谱仪(CD)的基本原理一束平面偏振光可以看成是相同频率和振幅的左、右圆偏振光的迭加,当平面偏振光通过在紫外区有吸收峰的旋光介质时,它所包含的左旋和右旋圆偏振光分量不仅传播速度不同(因折射率不同),而且强度也不同,称为圆二色性。

简述圆二色谱的原理及应用原理圆二色谱（Circular Dichroism，简称CD）是一种研究物质光学活性的技术。

其基本原理是通过测量样品对左旋光和右旋光的吸收差异，来研究物质结构和手性。

圆二色谱的原理主要涉及到电磁波的旋转和手性分子的相互作用。

电磁波可以被视为电场和磁场的横向振动，而这两个场的振动方向垂直于波传播方向。

在自由空间中，电磁波的电场和磁场是相互垂直、相互平行并且幅度相等的。

然而，在手性分子存在的情况下，电场和磁场的振动可能会被干扰，从而导致电磁波的旋转。

根据圆二色效应，左旋光和右旋光在经过手性分子样品后会发生旋光现象。

当左旋光与手性分子相互作用后，其振动面会发生旋转，而右旋光则会与之相反地发生旋转。

这种旋光现象称为旋光分散（Optical Rotation），而测量这种旋光差异的技术就是圆二色谱。

圆二色谱可以通过测量样品对左旋光和右旋光的吸收程度差异来分析和表征生物大分子、有机化合物和无机配合物的结构、构象和手性特征。

应用圆二色谱在化学、生物化学、生物医学和药物研发领域具有广泛的应用。

下面是一些常见的圆二色谱的应用：1.结构分析和构象研究：圆二色谱可以用来确定分子结构和构象。

根据样品测得的CD谱图，可以通过比对已知的标准谱图或者进行计算模拟，来推断分子的立体结构、构象和手性特征。

2.蛋白质折叠和结构变化：圆二色谱可用于研究蛋白质的二级结构、折叠状态和构象变化。

蛋白质的二级结构（如α-螺旋、β-折叠等）会对圆二色谱谱图产生特定的影响，因此可以通过分析谱图来了解蛋白质的结构信息。

3.酶的活性和结构：通过圆二色谱可以研究酶的结构和活性。

酶的结构与其功能密切相关，圆二色谱可以帮助研究人员揭示酶的结构与功能之间的关系，并优化酶的催化活性。

4.药物研发：圆二色谱在药物研发中发挥着重要作用。

通过对药物分子的圆二色谱谱图的分析，可以了解药物的结构、构象和活性与手性之间的关系，从而指导药物改良和设计。

同步辐射圆二色谱北京同步辐射同步辐射圆二色谱是一种高分辨、高灵敏度的分析技术，也是目前生物、化学等领域中广泛应用的一种分析技术。

北京同步辐射是中国目前最大、最先进的同步辐射研究设施，拥有国际领先的实验技术和研究团队，为我国在同步辐射圆二色谱领域的发展做出了重要贡献。

同步辐射圆二色谱技术是基于同步辐射光源的，同步辐射是指将电子流以极高的速度进行同步发射，形成极强的辐射光线，该光线不仅具有较高的能量和亮度，而且具有极好的单色性和相干性。

由于同步辐射是在高速电子加速器中产生的，因而其发出的辐射光谱范围非常宽，能够涵盖从远红外到硬X射线的整个波长范围。

同步辐射圆二色谱技术的主要原理是利用环形二极管电磁磁场在空间中的旋转对线偏振的辐射光进行分离，同时采用相长干涉的方法对圆偏振的辐射光进行测量，进而得到样品溶液的CD谱图。

CD谱可以反映出样品在吸收、色散和旋光等方面的信息，从而揭示其分子结构、构象和相互作用等方面的信息。

同步辐射圆二色谱技术不仅能够对小分子进行分析，而且对生物大分子和复合物也有很好的应用。

北京同步辐射是我国现代化的大科学装置之一，也是全球最大的更先进的第三代同步辐射设施之一。

该装置是由中国科学院主导建设，占地面积约40万平方米，总投资超过40亿元。

其主要建筑群分为三部分：加速器群、光束线群和各种工程设施群，其中加速器群是最重要的部分，由4条加速器组成。

这4条加速器包括2个线性加速器、1个注入器和1个储存环，能够实现5GeV的电子束能和200MHz的脉冲重复频率。

同时，北京同步辐射还拥有22个光束线，共有116个实验站，能够满足各种不同实验需求。

北京同步辐射在同步辐射技术方面，具有一系列的优势。

首先，其辐射光束具有高度单色性、高横向相干性且亮度极高，能够满足高分辨、高精度的分析需求。

其次，其光束线具有极高的稳定性和重复性，使得实验结果具有高可靠性和可重复性。

此外，北京同步辐射还有一支由优秀研究团队组成的科研团队，以及完善的仪器设施和操作平台，能够为不同领域的研究人员提供完整的实验支持与技术服务。

圆二色光谱仪的应用圆二色光谱仪（Circular Dichroism Spectrometer，CD）是一种广泛应用于生物大分子、手性化合物、小分子等研究中的仪器。

CD测量的是样品对于左旋光和右旋光的吸收差异，由此可以推算出样品的立体结构，确定其手性或非手性、构象状态等信息，对于化学、生物学、药学等领域的研究具有非常重要的意义。

原理CD仪利用两个偏振片分别通过右旋光和左旋光照射样品，经过样品后会形成两个偏转方向的偏振光，再由检测器检测两种偏振光的强度差异，通过对数据的处理和对比可以反推出样品的CD曲线，进而推断样品的性质。

CD谱图一般可分为负吸收区和正吸收区，负吸收区表示左旋光的吸收明显高于右旋光，正吸收区则相反。

样品在不同光波长范围内的吸收差异可以反映出样品的立体结构和手性信息。

举例来说，如果样品为手性分子，则对于不同方向的圆极化光会呈现不同的吸收情况，通过对比分析样品对于不同极化的光的吸收情况就可以判断出分子的立体构型，从而更准确地推算出分子的结构。

应用蛋白质结构研究蛋白质是生物体内重要的分子，对于蛋白质的结构和功能研究一直是生物学领域的热点之一。

CD技术在蛋白质研究中有着广泛的应用，能够用于研究蛋白质的二级结构、空间构形等信息，帮助科研人员解析蛋白质的功能和作用机制。

药物筛选药物的立体结构对于其药效有着重要的影响，而CD技术可以帮助研究人员快速判断药物的立体结构，以此来筛选药物。

CD技术在药物研究领域的应用还包括了药物与蛋白质相互作用的研究、药物稳定性和药效等的研究。

手性化合物研究手性化合物在化学、医学等领域具有非常广泛的应用，而CD技术可以对手性化合物进行有效的分析和鉴别。

利用CD技术可以快速地确定化合物的手性和构象状态，对于一些需要严格控制手性的化学合成和制造工艺来说具有重要的指导意义。

其他领域的应用除了上述几个领域，CD技术在食品、环境、生命科学等领域都有广泛的应用。

例如，CD技术可以用于农产品中有害农药和毒素的检测、环境中有机物的分析、生物体内小分子代谢产物的研究等。

圆二色谱的应用案例：肽图分析流程揭示多样性引言生物药物研究领域中，肽图分析是一项重要的技术手段，帮助科学家深入了解蛋白质及其组成的氨基酸序列的结构和功能。

圆二色谱作为一种强大的分析工具，能够提供关于生物分子构象的宝贵信息。

本文将以“圆二色谱的应用案例：肽图分析流程揭示多样性”为中心，探讨圆二色谱在肽图分析中的应用，并介绍其在研究多样性方面的重要性。

图1。

一、肽图分析的意义肽图分析是研究蛋白质和肽段结构的重要方法，旨在探索和理解生物分子的多样性。

通过分析肽图谱，科学家可以了解蛋白质结构的空间构象、内部相互作用，以及其功能、稳定性等方面的信息。

这对于药物研发和生物学研究具有重要的意义。

二、圆二色谱的基本原理圆二色谱是一种利用生物分子对手性光的吸收差异来研究其空间构型的技术。

生物分子的手性光吸收差异可以通过测量样品中左旋和右旋圆偏振光的吸收强度来获得。

通过圆二色谱分析，可以确定蛋白质、肽段及其他生物大分子的二级结构、折叠态和构象变化。

三、圆二色谱在肽图分析中的应用1.蛋白质二级结构分析。

圆二色谱在肽图分析中的主要应用之一是对蛋白质二级结构的分析。

蛋白质的二级结构是指蛋白质链中氨基酸间的局部排列方式，包括α-螺旋、β-折叠和无规卷曲等结构。

通过圆二色谱测量蛋白质溶液中的光旋转参数和吸收光谱，可以确定蛋白质的二级结构成分和含量，从而了解其稳定性和功能。

2.肽段的构象研究。

在肽图分析中，圆二色谱可以用来研究肽段的构象变化。

通过测量肽段溶液中的圆二色谱信号，科学家可以了解肽段的构象特征，包括是否存在α-螺旋、β-折叠等结构。

这为药物设计和生物学功能研究提供了重要的参考信息。

3.肽段-受体相互作用研究。

肽段与受体的相互作用是生物分子相互作用研究中的关键问题之一。

圆二色谱可以帮助科学家研究肽段-受体相互作用的机制和构象变化。

通过测量肽段与受体结合后的圆二色谱信号，可以获得关于该相互作用的信息，包括结合位置、结合强度和构象变化等。

药物小分子及其与生物大分子相互作用的光谱研究一、本文概述药物小分子与生物大分子之间的相互作用是生命科学和药物研发领域的重要研究内容。

这种相互作用不仅影响着药物在生物体内的分布、代谢和药效，还直接关系到药物的安全性和有效性。

深入理解和研究药物小分子与生物大分子之间的相互作用机制，对于药物的合理设计、优化和药物研发具有重要意义。

光谱学作为一种重要的实验技术，为研究药物小分子与生物大分子的相互作用提供了有效的手段。

通过光谱学方法，可以无损、实时地监测药物分子与生物大分子的相互作用过程，从而获取分子间相互作用的详细信息，如结合常数、结合位点、作用力类型等。

本文旨在综述药物小分子及其与生物大分子相互作用的光谱研究进展，介绍常用的光谱学方法及其在研究中的应用，总结和分析目前研究中存在的问题和挑战，以期为未来的研究提供参考和借鉴。

二、药物小分子概述药物小分子，通常指的是分子量较小、结构简单的化合物，它们能够通过特定的机制与生物大分子（如蛋白质、核酸等）相互作用，从而发挥药效。

这些小分子药物在生物体内起着至关重要的作用，它们可能通过抑制或激活某些生物过程，改变细胞内的代谢途径，或者干扰病毒、细菌等病原体的生命周期，从而达到治疗疾病的目的。

药物小分子的种类繁多，包括抗生素、抗病毒药物、抗癌药物、镇痛药、抗炎药等。

这些药物的化学结构各异，但它们通常都具有一定的化学活性，能够与生物大分子形成稳定的复合物。

这些复合物可以通过光谱学方法进行深入的研究，从而揭示药物与生物大分子之间的相互作用机制和药物的药理活性。

光谱学方法在药物小分子研究中具有广泛的应用。

例如，紫外-可见光谱可以用来研究药物小分子的电子结构和吸收光谱特性；红外光谱和拉曼光谱则可以用来分析药物小分子的振动模式和分子结构；核磁共振光谱则可以提供药物小分子在溶液中的结构和动力学信息。

这些光谱方法的应用，不仅有助于我们深入理解药物小分子的化学性质，还能为药物设计和开发提供重要的指导。

生物大分子相互作用的热力学原理及分析方法生物大分子相互作用是维持生物体各种生理活动的关键，也是许多生命过程中发生的基础反应。

其运动、结构、功能和调控的机制都与充电和热力学相关。

此文旨在介绍生物大分子相互作用的热力学原理及其分析方法。

一、热力学基础热力学是研究能量转化与宏观现象之间的关系的学科。

能量转化是指从一种形式的能量转移到另一种形式，从而驱动宏观过程。

而生物大分子相互作用存在于生物体内，因此必须重视化学反应热力学的基础知识。

热力学中有几个重要的概念需要特别说明。

（一）系统与环境在本文中，系统指的是被研究的生物大分子样品，而环境是指不包括系统的所有其他物质，两者间通过作用力所交换的能量就是热力学热力。

热力学研究的重点是如何将系统和环境之间相互转移的能量描述，并对系统和环境特征作出测量。

（二）热力学第一定律和第二定律热力学第一定律指的是能量不会消失或产生，只能转化成其他形式。

第二定律主要说明了能量转化的方向：永远不会从自己低温的物体转移热量到高温的物体上，也不会从无序的系统到有序的系统上。

因此，生物大分子相互作用过程中能量的转移必须遵循第一和第二定律的规律。

（三）熵和自由能热力学中有一个重要的概念是熵（entropy）。

在生物大分子相互作用的过程中，随着体系的复杂化，熵增加，从而使有序变为混沌的情况变得不可避免。

自由能（Gibbs free energy）是能量转移和过程中的有助于实现生物大分子相互作用的因素。

要能够提高系统中有组织的状态，并使其达到最大的稳定状态，就需要使系统的自由能达到最小。

在预测反应的方向和速率上，自由能变化是非常重要的。

二、常用的生物化学分析方法生物大分子相互作用的研究涉及到多种现代生物化学和物理化学方法。

目前，常用于热力学研究的方法主要包括等温滴定量热法、差示扫描量热法、圆二色性光学光谱法、荧光共振能量转移法、表面等离子共振法等。

下面将分别介绍这些方法的原理和应用。

（一）等温滴定量热法等温滴定量热法（Isothermal titration calorimetry，ITC）是研究生物大分子相互作用最常用的实验技术之一。

CD圆二色谱解读：探索生物大分子结构之谜一、圆二色谱的神秘面纱圆二色谱（Circular Dichroism，简称CD）是一种光谱学方法，用于研究生物大分子（如蛋白质和核酸）的结构。

它的原理是基于生物大分子对左旋和右旋偏振光的吸收差异。

这种差异反映了生物大分子的立体结构，因此，CD圆二色谱被广泛应用于生物制药分析领域。

二、CD圆二色谱的工作原理CD圆二色谱的工作原理是基于生物大分子的手性。

手性是一种物质的基本性质，表现为对左旋和右旋偏振光的吸收差异。

生物大分子（如蛋白质和核酸）都具有手性，因此，通过测量其对左旋和右旋偏振光的吸收差异，可以获取其立体结构信息。

三、CD圆二色谱的应用CD圆二色谱的应用非常广泛，主要用于生物大分子的结构研究。

例如，通过CD圆二色谱，我们可以确定蛋白质的二级结构，包括α-螺旋、β-折叠和随机卷曲等。

此外，CD圆二色谱还可以用于研究蛋白质的热稳定性、酶活性、配体结合等性质。

四、CD圆二色谱的优势CD圆二色谱的优势在于其简单、快速和无损。

首先，CD圆二色谱的操作简单，只需要将样品溶解在适当的溶剂中，然后通过光谱仪进行测量。

其次，CD圆二色谱的测量速度快，一般只需要几分钟就可以完成。

最后，CD圆二色谱是一种无损检测方法，不会对样品造成损害，因此，可以用于研究生物大分子的动态过程。

五、CD圆二色谱的挑战与未来尽管CD圆二色谱具有许多优势，但也面临一些挑战。

例如，CD圆二色谱对样品的浓度和纯度要求较高，对于浓度低或杂质多的样品，可能无法获得准确的结果。

此外，CD圆二色谱只能提供生物大分子的平均结构信息，无法获取其具体的三维结构。

然而，随着科技的进步，我们有理由相信，CD圆二色谱的应用将更加广泛。

例如，通过结合其他技术（如核磁共振和X射线晶体学），我们可以获取生物大分子的更详细的结构信息。

此外，通过改进光谱仪的设计和优化测量方法，我们可以提高CD圆二色谱的灵敏度和准确性。

图1。

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圆二色光谱仪的原理与应用圆二色光谱仪中的每个恒电位仪与外部电流扩展器通道连接，可以在10μs内从电位控制快速切换到电流控制，它是电化学测试的完美选择。

通过PC的USB接口或以太网连接来控制，以太通讯允许VMP3在局域网内安装，以便众多用户进行远程访问。

圆二色光谱仪温度效应，可获得分子振动或转动能级数变化等方面的信息，诱导的光学活性的研究，用作光谱分析等等。

生物大分子的光学活性来源于其特有的空间结构。

如多肽和蛋白质的α螺旋，β折叠；多聚核苷酸及核酸的单股，双股，三股螺旋；以及一些糖的螺旋结构。

圆二色光谱仪的空间结构是它们表达生物功能的结构基础。

通常由CD谱的形状，谱峰位置，强度及它们随实验条件的变化本身就可以得到这些很重要的结构信息。

是生物大分子研究的重要领域。

主要应用于：1、蛋白质折叠﹑蛋白质构象研究；2、DNA/RNA反应；3、酶动力学；4、光学活性物质纯度测量；5、药物定量分析；6、天然有机化学与立体有机化学，物理化学，生物化学与宏观大分子，金属络合物，聚合物化学等相关的科学研究。

工作原理：光学活性物质对左，右旋圆偏振光的吸收率不同，则称光吸收的差值ΔA=A1－Ar 为该光学活性物质的圆二色性（circulardichroism-----CD）。

圆二色性的存在将使通过该物质传播的平面偏振光变为椭圆偏振光，且只在发生吸收的波长处才能观察到。

理论计算得到圆二色性与该椭圆偏振光的椭圆率的关系为：θ=（ln10）(A1－Ar)×180/4π（度）在实际工作中，常常用到摩尔椭圆率[θ]=100θ/（CL）式中A1，Ar为介质对左，右旋圆偏振光的吸收率。

C为样品摩尔浓度，L为样品以cm表示的厚度。

圆二色性为光学活性物质分子中的不对称生色团与左旋圆偏振光和右旋圆偏振光发生不同的作用引起的，CD反映光与分子间能量的交换。

测量光学活性物质圆二色性的分析仪器就是圆二色光谱仪。

圆二色光谱仪是目前世界上性能先进的圆二色光谱仪，该仪器配置多种扩展功能模块如磁CD、ORD(旋光色散)、温度控制系统等，能满足高层次的研究需要。

光谱法研究生物大分子与小分子相互作用的开题报告一、选题意义生物大分子与小分子之间的相互作用对于生命活动具有重要意义。

研究生物大分子与小分子相互作用的机理和过程，能够深入了解生命活动中的化学过程和物理原理，促进生物医学领域的发展。

如近年来疫苗、药物设计等诸多领域都需要开展相关研究。

光谱法是研究生物大分子与小分子相互作用的一种常用方法，可以通过光谱特征来分析其中的化学键变化。

因此，本文旨在探究光谱法在研究生物大分子与小分子相互作用中的应用。

二、研究内容1.生物大分子的光谱分析方法生物大分子有许多种类，包括蛋白质、核酸、多糖等。

不同种类的生物大分子具有不同的光谱特征，因此在分析其与小分子相互作用时也需要选择不同类型的光谱分析方法。

本文将主要介绍吸收光谱法、荧光光谱法和圆二色光谱法。

2.小分子的光谱分析方法小分子是指分子量相对较小的化合物，如氨基酸、脂肪酸等。

目前常用的小分子分析方法包括红外光谱法、质谱法、核磁共振（NMR）法等。

本文将主要介绍红外光谱法和质谱法。

3.生物大分子与小分子的相互作用分析方法生物大分子与小分子之间的相互作用主要包括氢键、疏水相互作用、电荷相互作用等。

如何通过光谱分析方法来确定其相互作用的形式和力度是本文的重点。

本文将结合具体的案例，介绍光谱法在分析生物大分子与小分子相互作用中的应用。

三、预期成果本文预期能够总结生物大分子与小分子相互作用的相关研究成果，介绍光谱法在研究生物大分子与小分子相互作用中的应用，并结合具体案例分析，为生物医学领域的疫苗、药物研发等提供参考。

同时，也可为相关专业学生提供一定的学习参考。

圆二色谱测定技术在小分子化合物与dna相互作用研究中的应用圆二色谱测定技术是一种流式细胞仪技术，常用于研究小分子化合物与DNA 的相互作用。

在这种测定技术中，研究者会将小分子化合物和 DNA 混合在一起，然后通过圆二色谱测定仪进行测定。

圆二色谱测定技术的工作原理是将小分子化合物和 DNA 的相互作用过程转化为两种不同的颜色的变化。

通常情况下，小分子化合物会与DNA 相互作用，导致DNA 的结构发生变化。

在圆二色谱测定技术中，研究者可以通过观察这种颜色变化来判断小分子化合物与 DNA 之间是否存在相互作用。

圆二色谱测定技术在小分子化合物与 DNA 相互作用研究中有着广泛的应用。

例如，在药物研发过程中，研究者常常会使用圆二色谱测定技术来研究新药的作用机制。

在这种情况下，研究者可以使用圆二色谱测定技术来确定新药是否与 DNA 相互作用，从而更好地理解药物的作用机制。

另外，圆二色谱测定技术也可以用于研究致癌物质与 DNA 相互作用的过程。

这些致癌物质往往会对 DNA 的结构产生破坏，导致癌症的发生。

通过使用圆二色谱测定技术，研究者可以确定致癌物质与 DNA 的相互作用情况，进而更好地预防和治疗癌症。

此外，圆二色谱测定技术还可以用于研究基因突变对 DNA 的影响。

通过使用圆二色谱测定技术，研究者可以确定基因突变是否导致了 DNA 的结构变化，进而更好地了解基因突变对健康的影响。

总的来说，圆二色谱测定技术是一种非常有效的工具，可以用于研究小分子化合物与DNA 相互作用的过程。

通过使用圆二色谱测定技术，研究者可以更好地了解药物、致癌物质和基因突变对 DNA 的影响，从而更好地保护人类的健康。

圆二色谱测定技术的操作流程通常是这样的：1. 准备样品：将小分子化合物和 DNA 混合在一起，形成待测样品。

2. 标记样品：将样品中的小分子化合物和 DNA 分别标记为两种不同的颜色。

3. 进行测定：将标记好的样品放入圆二色谱测定仪中进行测定。

用圆二色光谱研究蛋白质与小分子作用后的构象变化一．实验目的1.了解圆二色（CD）光谱研究蛋白质二级构象的基本原理和方法。

2.能设计实验用CD光谱检测蛋白质与小分子作用后的构象变化，能用简单方法计算二级结构中螺旋的含量。

二．实验原理1.CD光谱的基本知识圆二色性是研究分子立体结构和构象的有力手段。

在一些物质的分子中，没有任意次旋转反映轴，不能与镜像相互重叠，具有光学活性。

电矢量相互垂直，振幅相等，位相相差四分之一波长的左和右圆偏振光重叠而成的是平面圆偏振光。

平面圆偏振光通过光学活性分子时，这些物质对左、右圆偏振光的吸收不相同，产生的吸收差值，就是该物质的圆二色性。

圆二色性用摩尔系数系数差ΔεM来度量，且有关系式：ΔεM = εL –εR，其中，εL和εR分别表示左和右偏振光的摩尔吸收系数。

如果εL –εR >0，则ΔεM为“+”，有正的圆二色性，相应于正Cotton效应；如果εL –εR <0，则ΔεM为“-”，有负的圆二色性，相应于负Cotton效应。

由于这种吸收差的存在，造成了矢量的振幅差，因此从圆偏振光通过介质后变成了椭圆偏振光。

圆二色性也可用椭圆度θ或摩尔椭圆度[θ]度量。

[θ]和ΔεM之间的关系式：[θ]=3300*ΔεM圆二色光谱表示的[θ]或ΔεM与波长之间的关系，可用圆二色谱仪测定。

一般仪器直接测定的是椭圆度θ，可换算成[θ]和ΔεM：[θ] = 100θ/clΔεM = θ/33cl其中，c表示物质在溶液中的浓度，单位为mol/L；l为光程长度（液池的长），单位为cm。

输入c和l的值，一般仪器能自动进行换算，给出所需要的关系。

圆二色光谱仪需要将平面偏振调制成左、右圆偏振光，并用很高的频率交替通过样品，因而设备复杂，完成这种调制的是电致或压力致晶体双折射的圆偏振光发生器（也称Pocker池或应力调制器）。

圆二色谱仪一般采用氙灯作光源，其辐射通过由两个棱镜组成的双单色器后，就成为两束振动方向相互垂直的偏振光，由单色器的出射狭缝排除一束非寻常光后，寻常光由CD调制器制成交变的左圆偏振光、右圆偏振光，这两束圆偏振光通过样品产生的吸收差由光电倍增管接受检测。

生物大分子的构成奥秘：圆二色光谱测什么？生物大分子是构成生命体的基本组成部分，对于研究生物学和药物研发具有重要意义。

然而，了解生物大分子的结构和构成并不容易。

在这方面，圆二色光谱技术为我们提供了一种强大的工具，可以帮助我们揭示生物大分子的奥秘。

本文将介绍圆二色光谱的原理、应用和意义。

1. 圆二色光谱的原理圆二色光谱是一种通过测量分子对圆偏振光的吸收来研究分子结构的技术。

它利用了生物大分子的手性性质，即分子的立体构型不对称性。

生物大分子如蛋白质、核酸和多糖都具有手性结构，因此它们对圆偏振光的吸收会产生旋光现象。

圆二色光谱仪通过向样品中传入圆偏振光，并测量透射光的旋光角度来获得样品的圆二色谱。

根据旋光角度的正负和大小，可以推断出样品中手性分子的含量和立体构型。

2. 圆二色光谱的应用2.1 蛋白质结构研究蛋白质是生物体内最重要的大分子之一，其结构与功能密切相关。

圆二色光谱可以用于研究蛋白质的二级结构，如α-螺旋、β-折叠和无规卷曲等。

通过分析圆二色谱图，我们可以了解蛋白质的结构特征，进而推断其功能和相互作用。

图1。

2.2 药物研发圆二色光谱在药物研发中也发挥着重要作用。

许多药物靶点是蛋白质，了解药物与蛋白质的相互作用对于药物设计和优化至关重要。

圆二色光谱可以帮助研究人员确定药物与蛋白质结合的方式和强度，从而指导药物研发过程。

2.3 生物大分子工程生物大分子工程是一种利用基因工程技术改造生物大分子的方法。

圆二色光谱可以用于监测和评估生物大分子工程过程中的结构变化。

通过比较圆二色谱图，我们可以判断工程后的生物大分子是否具有所需的结构和功能。

3. 圆二色光谱的意义圆二色光谱作为一种非破坏性、快速、灵敏的分析技术，对于生物大分子的研究具有重要意义。

首先，圆二色光谱可以提供关于生物大分子结构的直接信息。

通过分析圆二色谱图，我们可以了解生物大分子的二级结构、手性性质和立体构型，为我们深入理解生物大分子的功能和相互作用提供了重要线索。

药物小分子与生物大分子相互作用的研究方法进展
卢继新;李惠芬;蔡乐;李娟;张贵珠
【期刊名称】《分析科学学报》
【年(卷),期】2007(23)5
【摘要】评述了药物小分子与血清白蛋白、DNA相互作用的模式和近几年来国内外相关研究方法进展。

引用文献57篇。

【总页数】6页(P601-606)
【关键词】药物小分子;血清白蛋白;DNA;相互作用
【作者】卢继新;李惠芬;蔡乐;李娟;张贵珠
【作者单位】天津医科大学药学院;南开大学化学系
【正文语种】中文
【中图分类】Q523
【相关文献】
1.小分子与生物大分子间非共价相互作用分析方法研究进展 [J], 李锐;任海平;孙艳亭;姚英艳;卢奎;马丽
2.一种研究生物大分子与其小分子配基相互作用的毛细管电泳新方法 [J], 方梅;赵睿;韩慧婉;余晓;盛力;藏冰;刘国诠
3.药物小分子与生物大分子相互作用的研究进展 [J], 李悦
4.圆二色光谱在中药小分子与生物大分子相互作用中应用的研究进展 [J], 徐飞;于慧;陆彩;陈军;谷巍;吴启南
5.手性药物与生物大分子相互作用中对映选择性的表征方法研究进展 [J], 卢蓝蓝;陈佳虹;刘英菊;肖治理;张炽坚;Sergei A Eremin;孙远明;雷红涛
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圆二色谱的原理和应用圆二色谱（Circular Dichroism Spectroscopy）是一种通过测量手性分子与激光的相互作用，来研究手性分子结构和性质的光谱技术。

它基于手性分子对圆偏振光的吸收差异，利用光学器件将入射光分为正、左、右旋光，然后测量旋光对激光的吸收差异，从而得到圆二色性谱图。

圆二色谱可用于研究生物大分子的二级结构、酶的构象变化、药物的结构活性关系等。

圆二色谱的原理可以通过分子的对称性来解释。

对称的分子在空间中可以旋转，本质上不会影响分子的吸光性质；而非对称的手性分子则由于自然旋光性，导致与圆偏振光的相互作用非对称，因此会对圆偏振光产生不同程度的吸收。

这种吸收差异就是圆二色效应。

圆二色性谱图即表示不同波长下分子对左、右旋光的吸收差异。

圆二色谱在生物大分子研究中有广泛的应用。

其中最常见的应用是研究蛋白质的二级结构。

蛋白质的二级结构包括α-螺旋、β-折叠片和无规卷曲等结构，它们对圆偏振光的吸收差异是不同的。

通过测量蛋白质的圆二色性谱图，可以得到蛋白质的二级结构信息，如螺旋的含量、折叠片的组织方式等。

这对于理解蛋白质的结构和功能具有重要意义。

此外，圆二色谱还可用于研究酶的构象变化。

酶的活性往往与其构象密切相关，而构象的改变往往涉及手性分子的旋转、翻转等。

通过测量酶在不同状态下的圆二色性谱图，可以揭示酶的构象变化过程，从而理解其活性调控机制。

同时，圆二色谱也广泛应用于药物研发领域。

药物分子的立体构象与其生物活性关系密切。

通过评估固有光学活性和圆二色性谱图，可以对药物分子的立体异构体和手性纯度进行分析和鉴定。

这对于药物合成及临床治疗具有重要意义。

最后，圆二色谱还可用于研究核酸的结构和相互作用。

核酸是另一类重要的生物大分子，其圆二色性谱图可以用于研究RNA和DNA的三维结构及其与蛋白质、小分子药物等的相互作用。

总之，圆二色谱是一种重要的技术手段，通过测量手性分子对圆偏振光的吸收差异，可以研究生物大分子的二级结构、酶的构象变化和药物的立体构象等。

圆二色谱的原理和应用综述圆二色谱（Circular Dichroism，CD）是一种无色的光学现象，是指当具有手性的物质与圆偏振光相互作用时，在吸收谱上出现不对称的吸收增益和损失，即对应线偏振光不存在对称相对吸收，其原理是分子的吸收光谱与分子构象的空间结构之间的关系。

圆二色谱的原理主要包括分子的手性、荧光原子飞行时间技术、光谱分析等。

一般来说，手性分子在吸收线偏振光过程中，会因为分子构象的不同而引起两种构象的相对吸收差异。

这种差异通过圆二色谱显现出来，以提供手性分子的结构信息。

圆二色谱的工作原理是通过光源发出的线偏振光和经过手性分子样品后形成的圆偏振光之间的差异来测量的。

圆二色谱可以通过比较两个圆偏光的光强来检测这个差异。

1.蛋白质结构研究：蛋白质是许多生物活动的关键分子，它们具有复杂的结构和功能。

圆二色谱可以用于研究蛋白质的折叠、构象变化和相互作用等方面的问题。

通过监测蛋白质的圆二色信号，可以了解蛋白质的二级结构、构象和稳定性等信息。

2.药物研发：圆二色谱可以用于药物的筛选和优化。

通过观察药物与目标分子之间的相互作用引起的圆二色信号的变化，可以评估药物的亲和力和选择性，从而指导药物设计和优化。

3.DNA研究：圆二色谱可以用于研究DNA的结构、构象和稳定性等问题。

DNA是生物体中负责遗传信息传递的重要分子，了解其结构和功能对于研究生命的基本过程和疾病的发生机制具有重要意义。

4.生物医学研究:圆二色谱也可用于研究生物医学领域中与细胞、病毒、蛋白质有关的问题，例如表达、抑制、诊断等。

5.纯化和质量控制:圆二色谱可以用于纯化分析和质量控制，例如通过监测样品中的圆二色信号，可以确定纯度和结构的正确性。

综上所述，圆二色谱作为一种重要的光谱技术，具有广泛的应用前景。

通过测量和分析分子与圆偏振光的相互作用，圆二色谱不仅可以提供有关分子结构、构象和相互作用等信息，还可以用于药物研发、生物医学研究和质量控制等领域。

圆二色谱二级结构分析在生物大分子研究中的应用探索生物大分子的结构和功能研究对于药物研发和生物医学领域具有重要意义。

其中，圆二色谱二级结构分析作为一种非常有效的手段，被广泛应用于生物大分子的研究和分析。

本文将介绍圆二色谱的基本原理和技术，探讨其在生物大分子研究中的应用。

一、圆二色谱的基本原理圆二色谱是一种通过测量分子对左旋光和右旋光的吸收差异来研究分子结构的技术。

它利用了分子的手性性质，即分子的非对称性导致了对旋光的吸收差异。

通过测量样品对不同波长的圆偏振光的吸收情况，可以得到样品的圆二色谱谱图。

二、圆二色谱的技术原理圆二色谱的测量基于两个关键的技术原理：偏振光旋转和色散。

1.偏振光旋转偏振光旋转是指光在通过手性分子时，由于分子的非对称性而发生旋转现象。

左旋光和右旋光的旋转方向和角度与分子的结构密切相关。

通过测量样品对左旋光和右旋光的吸收差异，可以获得关于分子结构的信息。

2.色散色散是指不同波长的光在物质中传播速度不同的现象。

圆二色谱利用了色散现象，通过测量样品对不同波长的圆偏振光的吸收情况，可以得到样品的圆二色谱谱图。

三、圆二色谱在生物大分子研究中的应用圆二色谱在生物大分子研究中有广泛的应用，主要包括蛋白质和核酸的二级结构分析、药物筛选和结构优化等方面。

1.蛋白质二级结构分析蛋白质的二级结构是指蛋白质中氨基酸残基之间的空间排列方式。

圆二色谱可以通过测量蛋白质对圆偏振光的吸收差异，得到蛋白质的二级结构信息。

通过分析圆二色谱谱图，可以确定蛋白质中α-螺旋、β-折叠等二级结构的含量和空间排列方式。

图1。

2.核酸二级结构分析核酸的二级结构是指核酸链之间的空间排列方式。

圆二色谱可以通过测量核酸对圆偏振光的吸收差异，得到核酸的二级结构信息。

通过分析圆二色谱谱图，可以确定核酸中双链结构和单链结构的含量和空间排列方式。

3.药物筛选和结构优化圆二色谱可以用于药物筛选和结构优化。

通过测量药物分子对圆偏振光的吸收差异，可以评估药物分子与靶蛋白之间的相互作用。

生物分析圆二色光谱圆二色光谱分析法引言五十年代初，生物学研究从宏观领域深入到微观领域，开创了分子生物学的新时代。

随着研究的不断深入和发展，生物学已发展成最活跃的学科之一。

手性(Chirality)是物质结构中的重要特征．即具有不能重叠的三维镜像对映异构体，它们的分子式完全相同，但其中原子或原子基团在空间的配置不同，互为镜像。

凡手性分子都具有光学活性，即可使偏振光的振动面发生旋转。

生物基础分子一般都具有手性，也都具有光学活性。

在自然界中，氨基酸有L型和D型两种对映异构体，组成蛋白质的20种氨基酸，除最简单的甘氨酸不具有手性外，其余都是L型的[1]。

手性分子都具有光学活性。

当单色左旋与右旋的圆偏振光通过某一种手性样品时，该样品对左、右旋圆偏振光的吸收不同，这叫做圆二色性(Circular Dichroism)。

其差值△A=△A L-△A R称为圆二色值，按波长扫描就得到了圆二色谱(CD谱)。

CD谱是特殊的吸收谱，它比一般的吸收谱弱几个量级，但由于它对分子结构十分敏感，因此近十几年来，CD已成为研究分子构型(象)和分子间相互作用的最重要的光谱实验之一。

利用CD研究生物大分子和药物分子，具有重要的科学意义和实用价值[2,3]。

一、蛋白质的圆二色性蛋白质是由氨基酸通过肽键连接而成的具有特定结构的生物大分子。

蛋白质一般有一级结构、二级结构、超二级结构、结构域、三级结构和四级结构几个结构层次[4-6]。

在蛋白质或多肽中，主要的光活性基团是肽链骨架中的肽键、芳香氨基酸残基及二硫桥键。

当平面圆偏振光通过这些光活性的生色基团时，光活性中心对平面圆偏振光中的左、右圆偏振光的吸收不相同，产生的吸收差值，由于这种吸收差的存在，造成了偏振光矢量的振幅差，圆偏振光变成了椭圆偏振光，这就是蛋白质的圆二色性。

圆二色性的大小常用摩尔消光系数差△ (M-1 ·cm-1 )来度量。

蛋白质的CD光谱一般分为两个波长范围，即178—250 nm为远紫外区CD光谱，250—320 nm为近紫外区CD光谱, 具有不同二级结构的蛋白质或多肽所产生CD谱带的位置、吸收的强弱都不相同。