Kreisendichroismus

Kreisendichroismus (CD) ist Dichroismus Einbeziehung zirkular polarisiert Licht, d. H. Das Differential Absorption links und rechtshändig hell.^[1][2] Linke kreisförmige (LHC) und rechte kreisförmige (RHC) polarisiertes Licht repräsentieren zwei mögliche Drehimpuls drehen Zustände für ein Photon und so kreisförmiger Dichroismus werden auch als Dichroismus für Spin -Winkelimpuls bezeichnet.^[3] Dieses Phänomen wurde von entdeckt von Jean-Baptiste Biot, Augustin Fresnel, und Aimé Cotton In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts.^[4] Kreisförmiger Dichroismus und kreisförmige Dokr sind Manifestationen von optische Aktivität. Es wird in der ausgestellt Absorptionsbänder von optisch aktiv chiral Moleküle. CD Spektroskopie hat eine Vielzahl von Anwendungen in vielen verschiedenen Bereichen. Vor allem, UV CD wird verwendet, um die zu untersuchen Sekundärstruktur von Proteinen.^[5] UV/VIS -CD wird zur Untersuchung verwendet Ladungstransferübergänge.^[6] Nah-Infrarot CD wird verwendet, um zu untersuchen geometrisch und elektronische Struktur durch Prüfung Metall d→d Übergänge.^[2] Schwingungskreisendichroismus, was Licht aus dem verwendet Infrarot Die Energieregion wird für strukturelle Untersuchungen kleiner organischer Moleküle sowie zuletzt Proteinen und DNA verwendet.^[5]

Physikalische Prinzipien

Kreisförmige Polarisation von Licht

Elektromagnetische Strahlung besteht aus einer elektrischen ${\ displayStyle {\ Boldsymbol {e}}}$ und magnetisch ${\ displayStyle {\ Boldsymbol {B}}}$ Feld, das senkrecht zueinander und in die ausbreitende Richtung schwankt,^[7] a Querwelle. Während linear polarisiert Licht tritt auf, wenn der elektrische Feldvektor nur in einer Ebene oszilliert, kreisförmig polarisiertes Licht tritt auf, wenn sich die Richtung des elektrischen Feldvektors um seine Ausbreitungsrichtung dreht, während der Vektor eine konstante Größe beibehält. An einem einzigen Punkt im Raum verfolgt der zirkulär polarisierte Vektor einen Kreis über eine Zeit der Wellenfrequenz, daher der Name. Die beiden folgenden Diagramme zeigen die elektrischen Feldvektoren von linearem und zirkular polarisiertem Licht in einem Moment der Zeit für eine Reihe von Positionen; Das Diagramm des kreisförmigen polarisierten elektrischen Vektors bildet eine Helix entlang der Ausbreitungsrichtung ${\ displayStyle {\ Boldsymbol {k}}}$. Für das linke kreisförmige polarisierte Licht (LCP) mit Ausbreitung zum Beobachter dreht sich der elektrische Vektor gegen den Uhrzeigersinn.^[2] Für das rechte kreisförmige polarisierte Licht (RCP) dreht sich der elektrische Vektor im Uhrzeigersinn.

Wechselwirkung von kreisförmig polarisiertem Licht mit Materie

Wenn kreisförmig polarisiertes Licht durch ein absorbierendes optisch aktives Medium verläuft, unterscheiden sich die Geschwindigkeiten zwischen rechten und linken Polarisationen (unterscheiden sich$oder$) und ihre Wellenlänge($oder$) und das Ausmaß, in dem sie absorbiert werden ($oder$). Kreisendichroismus ist der Unterschied $oder$.^[5] Das elektrische Feld eines Lichtstrahls führt zu einer linearen Ladungsverschiebung bei der Interaktion mit einem Molekül (Elektrischer Dipol), während sein Magnetfeld zu einer Zirkulation der Ladung verursacht (Magnetischer Dipol). Diese beiden Bewegungen kombiniert verursachen eine Anregung von a Elektron in einer helikalen Bewegung, einschließlich Übersetzung und Drehung und ihre damit verbundenen Betreiber. Die experimentell bestimmte Beziehung zwischen der Rotationsstärke ${\ displayStyle r}$ einer Probe und der ${\ displayStyle \ Delta \ varepsilon}}$ wird gegeben von

$oder {\ Delta \ varepsilon} {\ nu}} \ mathhrm {d} {\ nu}}$

Die Rotationsstärke wurde auch theoretisch bestimmt,

${\ displayStyle r _ {\ mathrm {theo}} = {\ frac {1} {2mc}} \ mathrm {im} \ int \ psi _ {g} {\ wathat {m} _ {\ {\ {{{{{(elechat) (elechat Dipol)}} \ psi _ {e} \ mathrm {d} \ tau \ bullet \ int \ psi _ {g} {\ wideHat {m}} _ {\ mathrm {(mag.dipole)}} \ psi _ _ {{{{{{{{{ e} \ mathhrm {d} \ tau}$

Wir sehen aus diesen beiden Gleichungen, dass um unglücklicherweise ungleich Null zu haben ${\ displayStyle \ Delta \ varepsilon}}$die elektrischen und magnetischen Dipolmomentbetreiber ($oder$ und $oder$) Muss sich als das gleiche verwandeln irreduzible Darstellung. ${\ displayStyle \ mathrm {c} _ {n}}$ und ${\ displayStyle \ mathrm {d} _ {n}}$ sind die einzigen Punktgruppen Wo dies auftreten kann, wodurch nur chirale Moleküle CD aktiv werden.

Einfach ausgedrückt, da kreisförmig polarisiertes Licht selbst "chiral" ist, interagiert es anders mit chiral molecules. Das heißt, die beiden Arten von kreisförmig polarisiertem Licht werden in unterschiedlichem Ausmaß absorbiert. In einem CD -Experiment werden gleiche Mengen des linken und rechten kreisförmigen Lichts einer ausgewählten Wellenlänge abwechselnd in eine (chirale) Probe ausgestrahlt. Eine der beiden Polarisationen wird mehr als die andere absorbiert, und diese wellenlängenabhängige Differenz der Absorption wird gemessen, wodurch das CD-Spektrum der Probe entsteht. Aufgrund der Wechselwirkung mit dem Molekül verfolgt der elektrische Feldvektor des Lichts nach dem Durchlaufen der Probe einen elliptischen Pfad.

Es ist wichtig, dass die Chiralität des Moleküls eher Konformation als strukturell sein kann. Das ist zum Beispiel ein Proteinmolekül mit einem helikalen Sekundärstruktur Kann eine CD haben, die sich mit Änderungen der Konformation ändert.

Delta -Absorption

Per Definition,

$oder$

wo ${\ displayStyle \ delta a}$ (Delta -Absorption) ist der Unterschied zwischen der Absorption des linken kreisförmigen polarisierten (LCP) und dem rechten kreisförmigen polarisierten (RCP) Licht (dies wird normalerweise gemessen). ${\ displayStyle \ delta a}$ ist eine Funktion von WellenlängeDamit eine Messung sinnvoll ist, muss die Wellenlänge, bei der sie durchgeführt wurde, bekannt sein.

Molarer kreisförmiger Dichroismus

Es kann auch durch Bewerbung ausgedrückt werden Biergesetz, wie:

$oder$

wo

${\ displayStyle \ varepsilon _ {\ mathrm {l}}}$ und ${\ displayStyle \ varepsilon _ {\ mathrm {r}}}$ sind die molaren Extinktionskoeffizienten für LCP- und RCP -Licht,

${\ displayStyle c}$ ist der Molare Konzentration,

${\ displayStyle l}$ ist die Pfadlänge in Zentimetern (cm).

Dann

$oder$

ist der molare kreisförmige Dichroismus. Diese intrinsische Eigenschaft ist normalerweise unter dem kreisförmigen Dichroismus der Substanz gemeint. Seit ${\ displayStyle \ Delta \ varepsilon}}$ ist eine Funktion der Wellenlänge, ein molarer kreisförmiger Dichroismus -Wert (${\ displayStyle \ Delta \ varepsilon}}$) muss die Wellenlänge angeben, bei der sie gültig ist.

Extrinsische Wirkungen auf den kreisförmigen Dichroismus

In vielen praktischen Anwendungen des kreisförmigen Dichroismus (CD), wie nachstehend erläutert, ist die gemessene CD nicht nur eine intrinsische Eigenschaft des Moleküls, sondern hängt eher von der molekularen Konformation ab. In einem solchen Fall kann die CD auch eine Funktion von Temperatur, Konzentration und chemischer Umgebung, einschließlich Lösungsmitteln, sein. In diesem Fall muss der gemeldete CD -Wert auch diese anderen relevanten Faktoren angeben, um sinnvoll zu sein.

In geordneten Strukturen ohne zweifache Rotationssymmetrie, optische Aktivität,^[8][9] einschließlich Differentialübertragung^[10] (und Reflexion^[11]) von kreisförmigen polarisierten Wellen hängt auch von der Ausbreitungsrichtung durch das Material ab. In diesem Fall sogenannte Extrinsische 3D -Chiralität ist mit der gegenseitigen Ausrichtung von Lichtstrahl und Struktur verbunden.

Molare Elliptizität

Obwohl ${\ displayStyle \ delta a}$ wird normalerweise gemessen, aus historischen Gründen werden die meisten Messungen in Elliptizitätsgraden angegeben. Die molare Elliptizität ist kreisförmiger Dichroismus, die auf die Konzentration korrigiert wurden. Molarer kreisförmiger Dichroismus und molarer Elliptizität, ${\ displayStyle [\ theta]}$, werden leicht durch die Gleichung miteinander verbunden:

Das elliptische polarisierte Licht (Violett) besteht aus ungleichen Beiträgen von rechts (blau) und links (rotem) kreisförmiger polarisiertem Licht.

${\ displayStyle [\ theta] = 3298.2 \, \ Delta \ varepsilon. \,},}$

Diese Beziehung wird durch Definieren der abgeleitet Elliptizität der Polarisation wie:

$oder \,}$

wo

${\ displayStyle e _ {\ mathrm {r}}}$ und ${\ displayStyle e _ {\ mathrm {l}}}$ sind die Größen der elektrisches Feld Vektoren des rechten kreisförmigen bzw. links im Kreislauf polarisierten Licht.

Wann ${\ displayStyle e _ {\ mathrm {r}}}$ gleich ${\ displayStyle e _ {\ mathrm {l}}}$ (Wenn es keinen Unterschied in der Absorption des rechten und linken polarisierten Lichts gibt), ${\ displayStyle \ theta}$ ist 0 ° und das Licht ist linear polarisiert. Wenn beides ${\ displayStyle e _ {\ mathrm {r}}}$ oder ${\ displayStyle e _ {\ mathrm {l}}}$ ist gleich Null (wenn das kreisförmige polarisierte Licht in einer Richtung vollständig absorbiert wird), ${\ displayStyle \ theta}$ ist 45 ° und das Licht ist zirkular polarisiert.

Im Allgemeinen ist der kreisförmige Dichroismus -Effekt also klein, also ${\ displayStyle \ tan \ theta}$ ist klein und kann angenähert werden ${\ displayStyle \ theta}$ in Radians. Seit der Intensität oder Bestrahlung, ${\ displayStyle i}$Licht ist proportional zum Quadrat des Elektrofeldvektors, die Elliptizität wird:

${\ displayStyle \ theta ({\ text {radians}) = {\ frac {(i _ {\ mathrm {r} {1/2} -i _ {\ mathrm {l} {1/2}) } {(I _ {\ mathhrm {r}}^{1/2}+i _ {\ mathhrm {l}}^{1/2})}} \,}$

Dann durch Ersetzen von Ich für i benutze Biergesetz in Natürlicher Logarithmus bilden:

${\ displayStyle i = i_ {0} \ mathrm {e} ^{-a \ ln 10} \,}$

Die Elliptizität kann jetzt geschrieben werden als:

${\ displayStyle \ theta ({\ text {radians}}) = {\ frac {(\ mathrm {e} ^{{\ frac {-a _ {\ mathrm {r}} {2}} \ ln 10}-- \ mathrm {e} ^{{\ frac {-a _ {\ mathhrm {l}}} {2} \ ln 10})} {(\ mathrm {E {e} R} }}{2}}\ln 10}+\mathrm {e} ^{{\frac {-A_{\mathrm {L} }}{2}}\ln 10})}}={\frac { \mathrm {e} ^{\Delta A{\frac {\ln 10}{2}}}-1}{\mathrm {e} ^{\Delta A{\frac {\ln 10}{2}}} +1}} \,}$

Seit ${\ displayStyle \ delta a \ ll 1}$Dieser Ausdruck kann durch Erweiterung der Exponentiale in a angenähert werden Taylor -Serie zu erster Ordnung und dann die Bedingungen von Verwerfen von ${\ displayStyle \ delta a}$ im Vergleich zu Einheit und Konvertierung von Radians zu Grad:

${\ displaystyle \ theta ({\ text {degrees}}) = \ delta a \ links ({\ frac {\ ln 10} {4} \ rechts) \ links ({\ frac {180} {\ pi}}}} \ \Rechts)\,}$

Die lineare Abhängigkeit der Konzentration und der Pfade gelöster Stoffe wird durch Definieren der molaren Elliptizität als.

${\ displayStyle [\ theta] = {\ frac {100 \ theta} {cl}} \,},}$

Dann die letzten beiden Ausdruck mit kombiniert mit Biergesetz, molare Elliptizität wird:

${\ displayStyle [\ theta] = 100 \, \ delta \ varepsilon \ links ({\ frac {\ ln 10} {4}} \ rechts) \ links ({\ frac {180} {\ pi}} \ rechts) = 3298.2 \, \ Delta \ varepsilon \,},}$

Die Einheiten der molaren Elliptizität sind historisch (Grad · cm²/dmol). Um die molare Elliptizität zu berechnen, müssen die Probenkonzentration (G/L), die Zellpfad (cm) und das Molekulargewicht (g/mol) bekannt sein.

Wenn es sich bei der Probe um ein Protein handelt, wird häufig das mittlere Restgewicht (durchschnittliches Molekulargewicht der von ihnen enthaltenden Aminosäurereste) anstelle des Molekulargewichts verwendet, wodurch das Protein im Wesentlichen als Lösung von Aminosäuren behandelt wird. Die Verwendung der mittleren Rückstandseliptizität erleichtert das Vergleich der Cd von Proteinen unterschiedlichen Molekulargewichts; Die Verwendung dieser normalisierten CD ist in Untersuchungen zur Proteinstruktur wichtig.

Mittlere Rückstand Elliptizität

Methoden zur Schätzung der Sekundärstruktur in Polymeren, Proteinen und Polypeptiden müssen häufig das gemessene molare Elliptizitätsspektrum in einen normalisierten Wert umgewandelt werden, insbesondere in einen von der Polymerlänge unabhängigen Wert. Für diesen Zweck wird die mittlere Rückstandseliptizität eingesetzt; Es ist einfach die gemessene molare Elliptizität des Moleküls geteilt durch die Anzahl der Monomereinheiten (Reste) im Molekül.

Anwendung auf biologische Moleküle

Oberes Feld: Kreisendichroismus-Spektroskopie im ultravioletten Wellenlängenbereich (UV-CD) von MBP-Cytochrom B₆ Fusionsprotein in verschiedenen Waschmittellösungen. Es zeigt, dass das Protein in DM sowie in der Triton X-100-Lösung seine Struktur wiedererlangte. Die aus der SDS -Lösung erhaltenen Spektren zeigen jedoch eine verminderte Elliptizität im Bereich zwischen 200 und 210 nm, was auf eine unvollständige Sekundärstrukturwiederherstellung hinweist.
Unteres Feld: Der Gehalt an sekundären Strukturen, die aus den CD -Spektren unter Verwendung des CDSSTR -Algorithmus vorhergesagt wurden. Das Protein in SDS -Lösung zeigt einen erhöhten Gehalt an ungeordneten Strukturen und verringerte Helices -Gehalt.^[12]

Im Allgemeinen wird dieses Phänomen in Absorptionsbanden einer beliebten ausgestellt optisch aktiv Molekül. Infolgedessen wird kreisförmiger Dichroismus von biologischen Molekülen aufgrund ihrer gezeigt dextrorotär und leerotär Komponenten. Noch wichtiger ist, dass a Sekundärstruktur vermittelt seinen jeweiligen Molekülen auch eine bestimmte CD. deshalb, die Alpha -Helix von Proteinen und der Doppelhelix von Nukleinsäuren haben CD -Spektralsignaturen repräsentativ für ihre Strukturen. Die Kapazität von CD, eine repräsentative strukturelle Signatur zu geben, macht es zu einem leistungsstarken Werkzeug in der modernen Biochemie mit Anwendungen, die in praktisch jedem Studienbereich zu finden sind.

CD ist eng mit dem verwandt optische rotatorische Dispersion (Ord) Technik und gilt allgemein als fortgeschrittener. CD wird in oder in der Nähe der Absorptionsbanden des interessierenden Molekülmoleküls gemessen, während ORD weit von diesen Bändern entfernt werden kann. Der Vorteil der CD zeigt sich in der Datenanalyse. Strukturelemente sind deutlicher zu unterscheiden, da sich ihre aufgezeichneten Banden bei bestimmten Wellenlängen nicht ausführlich überlappen, wie sie es in ORD tun. Grundsätzlich können diese beiden spektralen Messungen durch eine integrale Transformation (Kramers -Kronig -Beziehung), wenn alle Absorptionen in die Messungen enthalten sind.

Das fernen UV (Ultraviolett) CD -Spektrum von Proteinen kann wichtige Eigenschaften ihrer Sekundärstruktur. CD -Spektren können leicht verwendet werden, um den Anteil eines Moleküls zu schätzen, das sich in der befindet Alpha-Helix Konformation, die Beta-Blatt Konformation, die Beta-Turn Konformation oder andere (z. Zufällige Spule) Konformation.^{[13][14][15][16]} Diese fraktionalen Zuordnungen legen wichtige Einschränkungen für die möglichen sekundären Konformationen auf, in denen sich das Protein befinden kann. CD kann im Allgemeinen nicht sagen, wo sich die nachgewiesenen Alpha -Helices innerhalb des Moleküls befinden oder sogar vollständig vorhersagen, wie viele es gibt. Trotzdem ist die CD ein wertvolles Werkzeug, insbesondere für die Darstellung von Änderungen der Konformation. Es kann zum Beispiel verwendet werden, um zu untersuchen, wie sich die Sekundärstruktur eines Moleküls in Abhängigkeit von der Temperatur oder der Konzentration der Denaturierungsmittel, z. Guanidiniumchlorid oder Harnstoff. Auf diese Weise kann es wichtige thermodynamische Informationen über das Molekül aufdecken (wie das enthalpy und Gibbs freie Energie der Denaturierung), die sonst nicht leicht zu erhalten können. Jeder, der versucht, ein Protein zu untersuchen, findet CD ein wertvolles Instrument zur Überprüfung, ob sich das Protein in seiner nativen Konformation befindet, bevor er umfangreiche und/oder teure Experimente damit durchführt. Außerdem gibt es eine Reihe anderer Verwendungen für die Cd-Spektroskopie in der Proteinchemie, die nicht mit der Schätzung der Alpha-Helix-Fraktion zusammenhängen. Darüber hinaus wurde die CD -Spektroskopie in bioinorganischen Grenzflächenstudien verwendet. Insbesondere wurde es verwendet, um die Unterschiede in der Sekundärstruktur eines technischen Proteins vor und nach der Titration mit einem Reagenz zu analysieren.^[17]

Das Nah-UV-CD-Spektrum (> 250 nm) von Proteinen liefert Informationen über die Tertiärstruktur. Die in der Region 250–300 nm erhaltenen Signale sind auf die Absorption, Dipolorientierung und die Art der Umgebung der Umgebung des Phenylalanin, Tyrosins, Cysteins (oder S-S zurückzuführen Disulfidbrücken) und Tryptophan Aminosäuren. Im Gegensatz zu Far-UV-CD kann das Nah-UV-CD-Spektrum einer bestimmten 3D-Struktur nicht zugeordnet werden. Nahe-UV-CD-Spektren liefern vielmehr strukturelle Informationen über die Art der Prothesengruppen in Proteinen, z. B. die Hämgruppen in Hämoglobin und Cytochrom c.

Die sichtbare CD -Spektroskopie ist eine sehr leistungsstarke Technik zur Untersuchung von Metall -Protein -Wechselwirkungen und kann einzelne D -D -elektronische Übergänge als separate Banden auflösen. CD -Spektren im sichtbaren Lichtbereich werden nur dann erzeugt, wenn sich ein Metallion in einer chiralen Umgebung befindet. Daher werden freie Metallionen in Lösung nicht nachgewiesen. Dies hat den Vorteil, nur das proteingebundene Metall zu beobachten, so dass die pH-Abhängigkeit und Stöchiometrien leicht erhalten werden. Die optische Aktivität in Übergangsmetallionenkomplexen wurde auf Konfigurations-, Konformations- und Vicinal -Effekte zurückgeführt. Klewpatinond und Viles (2007) haben eine Reihe empirischer Regeln für die Vorhersage des Auftretens von sichtbaren CD -Spektren für Cu erzeugt²⁺ und ni²⁺ quadratischen Komplexe mit Histidin- und Hauptkettenkoordination.

CD gibt weniger spezifische strukturelle Informationen als Röntgenkristallographie und Protein NMR Die Spektroskopie beispielsweise, die beide Atomauflösungsdaten ergeben. Die CD -Spektroskopie ist jedoch eine schnelle Methode, für die keine großen Mengen an Proteinen oder umfangreiche Datenverarbeitung erforderlich sind. Somit kann CD verwendet werden, um eine große Anzahl von Anzahl zu untersuchen Lösungsmittel Bedingungen variieren Temperatur, pH, Salzgehaltund das Vorhandensein verschiedener Cofaktoren.

CD Spektroskopie wird normalerweise verwendet, um Proteine ​​in Lösung zu untersuchen, und ergänzt daher Methoden, die den Festkörperstaat untersuchen. Dies ist auch eine Einschränkung, in der viele Proteine ​​eingebettet sind Membranen In ihrem nativen Zustand und Lösungen, die Membranstrukturen enthalten, sind häufig stark verstreut. CD wird manchmal in dünnen Filmen gemessen.

CD Spektroskopie wurde auch mit halbleitenden Materialien wie TIO durchgeführt₂ Um große Signale im UV -Bereich von Wellenlängen zu erhalten, bei denen häufig die elektronischen Übergänge für Biomoleküle auftreten.^[18]

Experimentelle Einschränkungen

CD wurde auch in untersucht Kohlenhydrateaber mit begrenztem Erfolg aufgrund der experimentellen Schwierigkeiten, die mit der Messung von CD -Spektren im Vakuum -Ultravioletten (VUV) -Region des Spektrums (100–200 nm) verbunden sind, wobei die entsprechenden CD -Banden von unbegründeten Kohlenhydraten liegen. Substituierte Kohlenhydrate mit Bändern über der VUV -Region wurden erfolgreich gemessen.

Die Messung von CD wird auch durch die Tatsache kompliziert, dass typische wässrige Puffersysteme häufig in dem Bereich absorbieren, in dem strukturelle Merkmale eine unterschiedliche Absorption von kreisförmig polarisiertem Licht aufweisen. Phosphat, Sulfat, Karbonat, und Acetat Puffer sind im Allgemeinen mit CD nicht kompatibel, es sei denn, es ist extrem verdünnt, z. im Bereich von 10 bis 50 mm. Das TRIS-Puffersystem sollte bei der Durchführung von Far-UV-CD vollständig vermieden werden. Borat und Onium -Verbindungen werden häufig verwendet, um den geeigneten pH -Bereich für CD -Experimente zu ermitteln. Einige Experimentatoren haben ein substituiertes Fluorid für Chloridionen, da Fluorid im FAR UV weniger absorbiert und andere in reinem Wasser gearbeitet haben. Eine andere, fast universelle Technik besteht darin, die Lösungsmittelabsorption durch Verwendung kürzerer Pfadlängenzellen beim Arbeiten im FAR UV zu minimieren. 0,1 mM Pfadlängen sind in dieser Arbeit nicht ungewöhnlich.

Zusätzlich zur Messung in wässrigen Systemen kann CD, insbesondere Far-UV-CD, in organischen Lösungsmitteln gemessen werden, z. Ethanol, Methanol, Trifluorethanol (TFE). Letzteres hat den Vorteil, die Strukturbildung von Proteinen zu induzieren und Beta-Blätter in einigen und Alpha-Helices in anderen zu induzieren, die sie unter normalen wässrigen Bedingungen nicht zeigen würden. Die häufigsten organischen Lösungsmittel wie z. acetonitrile, Thf, Chloroform, Dichlormethan sind jedoch mit Far-UV-CD inkompatibel.

Es kann von Interesse sein zu beachten, dass die in der Sekundärstrukturschätzung verwendeten Protein -Cd Amidbindungen Verknüpfung der Aminosäuren. Diese Absorptionsbanden liegen teilweise in der sogenannt Vakuum -Ultraviolett (Wellenlängen weniger als etwa 200 nm). Der Wellenlängenbereich von Interesse ist in der Luft aufgrund der starken Absorption von Licht durch tatsächlich unzugänglich Sauerstoff Bei diesen Wellenlängen. In der Praxis werden diese Spektren nicht im Vakuum, sondern in einem sauerstofffreien Instrument gemessen (gefüllt mit rein Stickstoff- Gas).

Sobald Sauerstoff eliminiert wurde, besteht der zweitwichtigste technische Faktor bei der Arbeit unter 200 nm darin, den Rest des optischen Systems so gering wie möglich in dieser Region zu entwerfen. Kritisch in dieser Hinsicht ist die Verwendung von Aluminisierte Spiegel deren Beschichtungen in diesem Bereich des Spektrums für einen geringen Verlust optimiert wurden.

Die übliche Lichtquelle in diesen Instrumenten ist ein hoher Druck, kurzer Arc Xenon -Lampe. Gewöhnliche Xenon -ARC -Lampen sind für die Verwendung im niedrigen UV nicht geeignet. Stattdessen speziell konstruierte Lampen mit Umschlägen aus hoher Purity-Synthetik Fusions Siliciumdioxid muss benutzt werden.

Licht von Synchrotron Quellen haben einen viel höheren Fluss bei kurzen Wellenlängen und wurde verwendet, um CD auf 160 nm aufzunehmen. Im Jahr 2010 das CD -Spektrophotometer in der Elektronenspeicherringanlage ISA an der University of Aarhus in Dänemark wurde verwendet, um Festkörper -CD -Spektren auf 120 nm aufzunehmen.^[19] Bei der Quantenmechanik Ebene, die Merkmalsdichte des kreisförmigen Dichroismus und optische Drehung sind identisch. Optische Rotationsdispersion und kreisförmiger Dichroismus teilen dasselbe Quanteninformationen Inhalt.

Siehe auch

Verweise

Externe Links

• Kreisförmige Dichroismus -Spektroskopie von Alliance Protein Laboratories, einem gewerblichen Dienstleister
• Eine Einführung in die kreisförmige Dichroismus -Spektroskopie durch angewandte Photophysik, ein Ausrüstungslieferant
• Ein animiertes Schritt-für-Schritt-Tutorial zum kreisförmigen Dichroismus und der optischen Rotation Von Prof. Valev.