圆二色谱原理与应用共54页
演示文稿圆二色谱原理
E
传播方向
振动面
由于感光作用都是E 引起的，因而，将E 作为光矢量。
振动面：E 与光传播方向组成的平面。
第5页，共70页。
从统计规律上说，自然光的光振动: 在垂直于光速的平面上遍布所有方向， 沿各方向振动的光矢量呈对称分布,
相应光矢量的振幅（光强度）相等。
第6页，共70页。
演示文稿圆二色谱原理
第1页，共70页。
（优选）圆二色谱原理
第2页，共70页。
光学活性分子对左、右圆偏光 的吸收率的差值
第3页，共70页。
1、自然光
光具有波、粒二象性，是横电磁波。只有横波才有偏振现象:
光矢量的振动方向与光的传播方向垂直，
在垂直于光传播方向的平面内, 有不同的振动方向。 • 电场矢量E和磁场矢量H互相垂直、位相相同。
交流成分S相当 于圆二色性
直流成分 IA=（IL+IR）/2
当调制电压过其峰值（正和负）时，
εR＞εL时，透过的右旋圆偏光的光强对应于最大值，而左旋最小（实线）； εR＜εL时，透过的左旋圆偏光的光强对应于最大值，而右旋最小（虚线）。 PMT的输出信号由正比于IA的直流分量和正比于S的交流分量所组成。
第42页，共70页。
Far UV CD spectra of poly-L-Lys
1、100% α-螺旋 2、100% β-折叠 3、100%无规卷曲
第43页，共70页。
Main CD features of protein 2ndary structures
α-helix β-sheet β-turn polypro II helix Random coil
- band (nm) 222 208 216
圆二色谱CD原理
• 紫外光区：只有芳香族色氨酸、酪氨酸和苯丙氨 酸有吸收。
• 氨基酸分子内的紫外生色基团：吲哚基、酚羟基、 苯基、二硫键、咪唑基和羧基等。
2、肽的圆二色谱
活性肽构象与其生理功能的关系 肽的构象也是蛋白质构象的一种模型。 肽的圆二色性为研究肽在溶液中的构象提供了重要信息。
朝光源看， 电场矢量方向按顺时针方向旋转的，称为右圆偏振光； 电场矢量方向按逆时针方向旋转的，称为左圆偏振光。
6、光的叠加
一束自然光可以看作是两束相互垂直而没 有相位关系的平面偏振光的加和。
旋转方向相反的 左、右圆偏光 透过一光学 活性物质后
振幅 相等 相等 不等 不等
透过的左、右圆偏光
相位
矢量和
晶轴相互平行时， 透射光强度最大；
晶轴夹角为α时，透 射光强度与cos2α成 正比。
晶轴相互垂直时， 透射光强度为零；
3、平面偏振光（Plane polarized light）
也称线（完全）偏振光，简称偏振光。 它的振动面称为其偏振面。 振动方向保持不变 振幅发生周期性变化 E之端点在空间的轨迹为一平面正弦曲线 投影到垂直于光传播方向的平面上为一直线段
what about 50oC? t = xoo + x7575
x+ xb + xc = 1.0 t = x + xbb + xcc • 改变x、xb和xc，使t与样本曲线最佳拟合（最小二乘法，least squares minimization ）
myoglobin
t = x + xbb + xcc fits best with
x = 80% xb = 0% xc = 20% agrees well with structure 78% helix, 22% coil
圆二色谱
0
TM-36 aqueous
-5
TM-36 + TFE
-10
MRE MRE
Effect of 50% TFE on a monomeric peptide
0
peptide in water
peptide in 50% TFE
-5
-10
-15
TFE
-20
-25
-30
-35
200
210
220
230
240
+ band (nm) 192
195
220-230 (weak) 180-190 (strong) 190
205 210-230 weak
200
212
估算蛋白质α螺旋含量
仅适合α含量较高的蛋白质！
If we measure the CD signal for a protein of unknown structure we can find its proportion of 2ndry structures
圆偏振光(Circular polarized light)
振幅保持不变，而方向周期变化， 电场矢量绕传播方向螺旋前进
圆偏振光
朝光源看， 电场矢量方向按顺时针方向旋转的，称为右圆偏振光； 电场矢量方向按逆时针方向旋转的，称为左圆偏振光。
圆二色性(circular dichroism, CD)
¾ 光学活性分子对左、右圆偏振光的吸收也不 同，使左、右圆偏振光透过后变成椭圆偏振 光，这种现象称为圆二色性。
wavelength in nm
-15
-20
-25
-30
TFE
-35
圆二色谱原理
圆二色谱原理
圆二色谱是一种用于分析物质结构和对手性化合物的光学活性的技术。
它是利用物质对左右旋光的吸收差异来进行分析的，对于手性分子的研究具有非常重要的意义。
在圆二色谱的原理中，主要涉及到两个概念，旋光度和比旋度。
旋光度是指物质溶液对圆偏振光旋转的程度，它是圆二色谱分析的基础。
当圆偏振光通过手性分子溶液时，由于分子的对称性不同，左旋光和右旋光会被不同程度地吸收，从而导致光的旋转。
这种旋转的程度就是旋光度，通常用角度表示。
比旋度是指单位长度内的旋光度，它是一个物质的固有性质，与浓度和物质的性质有关。
可以通过比旋度来判断物质的对手性程度，从而进行对手性分析。
圆二色谱的原理是基于这两个概念的。
当圆偏振光通过样品溶液时，左旋光和右旋光会被不同程度地吸收，从而形成一个圆二色信号。
通过检测这个信号的强度和波长，就可以得到样品的圆二色谱图谱。
在图谱中，不同的吸收峰代表不同的对手性分子，通过比较不同样品的圆二色谱图谱，可以进行对手性分析和结构分析。
圆二色谱的应用非常广泛，特别是在药物研发和生物化学领域。
通过圆二色谱分析，可以确定化合物的对手性纯度，从而保证药物
的有效性和安全性。
此外，圆二色谱还可以用于蛋白质的结构分析，对于研究生物大分子的结构和功能具有重要意义。
总之，圆二色谱是一种非常重要的分析技术，它通过测量物质
对圆偏振光的吸收差异来进行对手性分析和结构分析。
在化学、药
物和生物领域都有着广泛的应用前景，对于推动科学研究和技术发
展具有重要意义。
实验4 圆二色光谱
实验二圆二色光谱一、实验目的1.学习和了解圆二色光谱的原理2.掌握圆二色光谱的的操作和分析二、实验原理1.圆偏振光振幅保持不变，而方向随前进方向随周期性变化，电场矢量绕绕传播方向螺旋前进2.圆二色性当光通过光学活性的物质时，介质对左右旋的圆偏振光的吸收率不同，二者的差值称为该物质的圆二色性（circular dichroism，简称CD）3.圆二色谱图光学活性物质对左右圆偏振光的吸收率之差为Δε=εL-εR是随入射偏振光的波长变化而变化的以Δε或有关量为纵坐标，波长为横坐标得到的谱图称为圆二色谱图,由于Δε绝对值很小，常用摩尔椭圆[θ]度来代替，二者的关系是[θ] =3300Δε当光学活性物质对光没有特性吸收时，在谱图中仅为一条近似的直线，当光学活性物质对光存在特征性吸收时通常有两种情况：当εL>εR得到一个正的圆二色谱图，当εL<εR得到一个负的圆二色谱图三、实验内容1.实验仪器及构造圆二色谱仪的基本构造：2.圆二色谱的应用蛋白质的圆二色性(1)由氨基酸通过肽键连接而成；(2)光学活性基团：肽键、芳香氨基酸残基、二硫桥键；(3)蛋白质有多个结构层次，相同的氨基酸序列，因蛋白质的折叠结构不同，基团的光学活性受到影响。
蛋白质的圆二色特征(1)光学活性基团及折叠结构；(2)250nm以下的光谱区，肽键的电子跃迁引起；(3)250~300nm光谱区，侧链芳香基团的电子跃迁引起；(4)300~700nm光谱区，蛋白质辅基等外在生色基团引起。
3.实验内容分别测定左旋和右旋苯丙氨酸的圆二色光谱三、实验结论可以通过圆二色光谱来分析化合物的手性结构。
从图中可知，左旋异构体对右旋的圆偏振光的吸收要比左旋圆偏振光大；同理，右旋异构体对左旋圆偏振光的吸收要比右旋圆偏振光要大。
故在分析位置样品时，若谱线峰值大于零，则为左旋，反之，则为左旋。
圆二色谱
旋光色散与圆二色性
叠加原理
¾ 一束自然光可以分解或看作两束相互垂直而没有相位关系
的平面偏振光的加和。
¾ 平面偏振光可以分解成两束相位相等而旋转方向相反的
圆偏振光的加和。 ¾ 当振幅相等，并同步的左、右圆偏振光相加，则产生平面
偏振光；如果这两束圆偏振光的振幅不等则产生椭圆偏 振光(elliptically polarized light)
圆二色性(circular dichroism, CD)
¾ 光学活性分子对左、右圆偏振光的吸收也不 同，使左、右圆偏振光透过后变成椭圆偏振 光，这种现象称为圆二色性。
圆二色性的表示
¾ 吸收(率)差 Δε = εL - εR ΔA = AL – AR
¾ 椭圆度θ，摩尔椭圆度[θ] θ=2.303(AL – AR)/4 [θ] = 3298(εL - εR)≈3300 (εL - εR) 在蛋白质研究中，常用平均残基摩尔椭圆度
Determination of Protein Concentration
¾ Good Methods: 1. Quantitative amino acid composition 2. Determination of backbone amide groups using the microbiuret method. 3. Determination of moles of tyrosine using difference spectroscopy under denaturing conditions. 4. Determination of total nitrogen.
at the effect of trifluoroethanol (TFE) dimer to single helices
圆二色谱的原理和应用
如果配基的电子跃迁偶极矩方向平行于碱基对的长轴方向, 则 ICD 信号为正，表示该分子的长轴与短链 DNA 的碱基对间处于平行的几 何位置（图A），如果垂直于碱基对的长轴方向, ICD 为负，表示该分子的长轴与短链 DNA 的碱基对间处于垂直的几何位置（图B）。 300 nm以下的 ICD 是对 DNA 原正负峰的影响, 也有望用于此类筛选。 222nm的双负峰，木瓜蛋白酶的CD谱则218nm处负峰210nm、222nm处的负肩，当CPI与木瓜蛋白酶以等摩尔数结合后,此时的CD谱 呈现208nm、218nm处双负峰,极值下移,说明蛋白质的结构发生了变化。
小分子与DNA相互作用的典型方式有3种: 嵌入、沟结合和烷基化/金属化。
圆二色谱对水稻巯基蛋Байду номын сангаас酶抑制 剂的研究
天然态CPI的圆二色谱 (CD谱)显示206nm和
222nm的双负峰，木瓜
蛋白酶的CD谱则218nm
处负峰210nm、222nm
处的负肩，当CPI与木瓜
小分子与DNA相互作用的典型方式有3种: 嵌入、沟结合和烷基化/金属化。 小分子与DNA相互作用的典型方式有3种: 嵌入、沟结合和烷基化/金属化。
明显不同,其实质是二者
构象变化的共同贡献.
可以看出右旋的和左旋的 金纳米颗粒，金字塔形状 和四面体结构的金纳米晶 体，不同的形状圆二光谱 不同。
文档仅供参考圆二色谱仪的装置整个装置在氮气保护下进行光源是氙灯通过单色器后变为单色光经过起偏器后变为线偏振光线偏振光经过光电调制器分为左右圆偏振光再经过具有光学活性的试样试样对左右圆偏振光的吸收不同从而合成椭圆偏振光表现出圆二色性在检查器上表现出圆二色谱图为纵坐标为横坐标
圆二色谱原理与应用
平面偏振光 n1折射率
n2折射率
tan(i0)＝n2/n1 时i0 被称为布鲁斯特角 此时的反射光为平面偏振光，利用该原 理可制造起偏器。
双折射：
光轴
o-ray
光轴 45deg 45deg
e-ray
当一束光经过各向异性的晶体或其他状态的介质 时产生相互垂直的两束偏振光 o, e
当光离开晶体时的Φ2-Φ1=2*pi*l/(n0-ne)*入 四分之一波片 如果l=入/4 /(n0-ne) 则Φ2-Φ1=pi/2 此时如果入射光与光轴夹角为45度
为了方便比较 我们用θ来描 述椭圆的信息
泰勒一阶展开式
度
圆二机器测量值
Per residue 2)
in proper units (CD spectroscopists use decimol)
光谱学家一般采用摩尔椭圆率 和 Deltaepslon大家形成统 一的单位易于比较
偏振光的产生:
折射： i0
园二二级结构分析相关文献 /~sreeram/PDF/index.html
Cdpro分析:定期更新:SELCON3, CDSSTR,and CONTIN CLUSTER /~sreeram/CDPro/
• below 195nm oxygen will absorb radiation
氮气流量
15-20 for >180nm >20 for <180nm
温度:圆二信号同紫外和荧光一样对温度十分敏感 实验平行体系温度要保持一致 房间空调,同时仪器控温
HT plot
• The HT plot is very important, since readings above 600-650V mean that not enough light is reaching the detector so a sample dilution or the use of shorter path cell are required.
圆二色谱实验报告
圆二色谱实验报告圆二色谱应用技术一、实验目的1、了解圆二色（CD）光谱的工作原理。
2、学会运用圆二色谱测氨基酸，蛋白质，DNA。
二、实验原理对R和L两种圆偏振光吸收程度不同的现象。
这种吸收程度的不同与波长的关系称圆二色谱，是一种测定分子不对称结构的光谱法。
圆二色光谱是一种差光谱，样品在左旋偏振光照射下的吸收光谱与其在右旋吸收光谱照射下的偏振光之差。
物质的吸收光谱决定物质的颜色。
如果一个物质对左旋偏振光和对右旋偏振光的吸收不同,那么称该物质具有圆二色性(circulardi2chroism,简称CD)。
同样,如果一个物质对于不同方向的线偏振光的吸收不同,那么该物质具有线二色性。
很多各向异性的晶体具有线二色性;而很多生物大分子和有机分子具有圆二色性在分子生物学领域中主要用于测定蛋白质的立体结构，也可用来测定核酸和多糖的立体结构。
圆二色谱仪由光源、单色器、起偏器、圆偏振发生器、试样室和光电倍增管组成。
三、实验步骤1.通高纯氮气45min后，开机2.点亮氙灯:打开主机电源INSTRUMENTPOWER;打开氙灯电源XENONLMAPPOWER;等待LMAPready 灯亮；按红色IGNITELMAP 按钮3.打开主板电源INSTRUMENTPOWER4.打开Thermocubechiller(开关在冷却器左边）5.打开软件，设置参数，选择数据保存设置；选择保存位置；开始实验，保存数据6关软件TerminateCDSProgram 中关闭7关氙灯电源XENONLMAPPOWER8关闭Thermocubechiller9等待10min 后关闭高纯氮气（可先行下述步骤）10清洗比色皿、注射泵及其他附件11光盘刻录数据12关闭主机电源INSTRUMENTPOWER四、试验结果和数据处 180200220240260280300-250-200-150-100-50050D e s c r i p t i o nWavelength(nm)a180200220240260280300-10-55101520D e s c r i p t i o n Wanelength(nm)b图：a为稀释前曲线，b为稀释20倍后曲线在蛋白质分子中，肽链的不同部分可分别形成α-螺旋、β-折叠、β-转角等特定的立体结构。
圆二色光谱基本原理
圆二色光谱基本原理圆二色光谱是一种用于研究物质结构和手性性质的实验技术，它基于光在手性分子中引起的旋光现象。
在圆二色光谱实验中，通过测量右旋圆偏振光和左旋圆偏振光在物质中的吸收差异，可以获取关于物质的结构和手性性质的信息。
下面将详细介绍圆二色光谱的基本原理。
1. 手性分子和旋光现象：手性分子是一类分子具有非对称性的特征，即它们的镜像不能通过旋转和平移重合。
手性分子对圆偏振光具有旋光现象，即它们可以使光的平面偏振方向发生旋转。
2. 圆二色光谱的实验装置：圆二色光谱实验通常使用光源、样品室、检测器和数据采集系统组成的装置。
光源发出的线偏振光通过样品室，样品室中的手性分子吸收其中的一种圆偏振光，而对另一种圆偏振光几乎无吸收。
最后，经过样品室的光被检测器检测，并由数据采集系统记录。
3. 圆二色光谱的工作原理：在圆二色光谱实验中，常用的测量方法是比较样品吸收的右旋圆偏振光和左旋圆偏振光之间的差异。
通过这种方式，可以得到关于样品吸收对不同圆偏振光的响应的信息。
4. 基于贝尔定理的分析方法：圆二色光谱实验中常用的分析方法是基于贝尔定理。
贝尔定理指出，样品吸收的圆二色旋光部分与其物质浓度、光程差和旋光率之间存在关系。
通过测量样品的圆二色吸收光谱和旋光率，可以推断样品的物质浓度和结构。
5. 圆二色谱图的解读：圆二色谱图通常表示为吸收率（Absorbance）和波长（Wavelength）之间的关系曲线。
谱图中的正峰和负峰对应于样品在不同波长下对右旋圆偏振光和左旋圆偏振光的吸收差异。
这些峰的形状和位置提供了有关物质结构和手性性质的信息。
6. 圆二色谱图的解释：在圆二色谱图中，正峰和负峰的强度和形状提供了关于样品的结构和手性性质的重要信息。
正峰表示右旋圆偏振光被吸收的程度，而负峰表示左旋圆偏振光被吸收的程度。
峰的强度取决于样品的吸收性质，而峰的形状则受到分子结构的影响。
7. 圆二色光谱的应用：圆二色光谱广泛应用于化学、生物化学、药物研发等领域。
圆二色谱 样品浓度
圆二色谱样品浓度圆二色谱是一种分析化学技术，用于测量样品中的物质浓度。
它基于圆二色现象，即样品吸收线偏振光时，会在旋光性分子存在时发生旋光现象。
圆二色谱可以通过测量旋光角度来确定样品中旋光性分子的浓度。
下面将详细介绍圆二色谱的原理、方法和应用。
圆二色谱的原理是基于光在介质中传播时，电磁波的振动方向可能发生旋转的现象。
对于具有对显性旋光性分子，它们的分子结构中存在着旋光性中心，可以使光中的电磁波振动方向发生旋转。
这种旋光性分子对偏振光有选择地吸收不同方向的电磁波，导致通过溶液的偏振光的偏振方向发生改变。
圆二色谱实验中，常用的光源是紫外可见光源，例如汞灯或钨灯。
样品通常是溶液，可以通过旋转片使入射光是偏振光，然后传播过样品后，通过旋转片使出射光也是偏振光。
这样，通过旋转片的旋转，可以测量样品对不同偏振方向的光的吸收情况。
圆二色谱的测量是用圆二色谱仪进行的。
圆二色谱仪通常由光源、光栅、单色器、样品室、探测器等部分组成。
光源发出的光经过光栅和单色器分光，然后通过样品室中的样品，进入探测器中进行测量。
探测器会将接收到的光信号转换为电信号，经过处理后，可以得到样品的吸光度和旋光度的数据。
根据旋光度和吸光度，可以计算出样品中旋光性分子的浓度。
圆二色谱在科学研究和工业生产中有广泛的应用。
在生物化学和生物技术领域，圆二色谱可以用于研究蛋白质、核酸、糖等生物分子的结构和性质。
通过测量蛋白质的圆二色谱，可以了解其二级结构（α-螺旋、β-折叠等）和反应过程中的构象变化。
在药物研发中，圆二色谱可以用来研究药物与蛋白质的相互作用，推测药物的运输、代谢和毒性等信息。
在食品行业，圆二色谱可以用于检测食品中的旋光性分子，如蔗糖、氨基酸等。
这些旋光性分子可以用来判断食品的纯度和质量。
在工业领域，圆二色谱可用于研究工业催化剂中有机分子的结构和活性，以及研究环境中的污染物浓度。
此外，圆二色谱还可以用于研究草药的成分和功效，甚至用于酒类的品质鉴定。
圆二色谱技术及其应用
2 光学活性物质(optical active substance)
(1) 定义 具有光学活性的物质，与手性物质等价。
（三） 旋光色散和圆二色谱
1 旋光性通常用旋光度α表示 ， α的大小 随入射波长 而变化的关系 称为旋光色散（optical rotatory dispersion, ORD) 。
2 圆二色性常用椭圆率（ellipticity) θ表示： tgθ = EL– Er = EL+ Er
b( 椭圆短轴） a ( 椭圆长轴）
3 文献上也常用光学活性物质对左、右圆偏振光的 摩尔吸收系数的差别Δε 来表示。
Δε = εL-εR = ΔA/CL = ΔA=AL- AR
AL-AR
CL
Δε或θ 随波长而变化的关系称为圆二色谱
（1）手性物质
含有不对称原子（结构) 的物质。具有光学活性。 一束平面偏振光进入手性分子时，手性物质会将其分解为 左右圆偏振光，并进行不同的处理。
（2）旋光现象
左右圆偏振光在手性分子中的行进（旋转）速度不同，通过 样品后，再次合成的偏振光相对于入射光旋转了一定角度。
（3）圆二色性
手性物质对左右圆偏振光的吸收程度不同，出射时电场矢量 的振幅不同通过样品后，再次合成的偏振光就不是圆偏振光， 而是椭圆偏振光。
One may find that the protein concentration needs to be adjusted to produce the best data. Changing this has a profound effect on the data, so small increments or decrements are called for. If that does not produce reasonably good data, a change in buffer composition may be necessary. It would also be a good idea to check the sample for unforeseen aggregation via Dynamic Light Scattering (DNA repair enzymes are an especially good example of this behavior). If buffer poses a problem, cells with shorter path (0.1 mm) and a correspondingly increased protein concentration and longer scan time can help.
圆二色谱
旋光度
¾ α = [α]lc
[α]是旋光物质的比旋光率，单位是度•厘米2 • 10克-1
¾ 对同一物质，[α]值与波长有关
旋光率与波长的关系称为旋光色散(Optical rotatory dispersion, ORD)
310
nm
蛋白质的CD谱
¾ CD spectra in the far UV region (180 nm – 250 nm) probes the secondary structures of proteins.
¾ CD spectra in the near UV region (~250 and ~ 350) monitors the side chain tertiary structures of proteins.
¾ CD is only observed at wavelengths where absorbances of R & L components of circularly polarized light are not zero i.e. in absorption bands.
¾ In general Δε is much more conformation dependent than ε
+ band (nm) 192
195
220-230 (weak) 180-190 (strong) 190
205 210-230 weak
200
212
估算蛋白质α螺旋含量
仅适合α含量较高的蛋白质！
If we measure the CD signal for a protein of unknown structure we can find its proportion of 2ndry structures
圆二色谱测蛋白质结构原理
圆二色谱测蛋白质结构原理
一、蛋白质的圆二色性
蛋白质或多肽中的主要光活性基团是肽键、芳香族氨基酸残基和二硫键。
当平面圆偏振光的吸收不同时，会产生吸收差异，导致偏振光矢量的振幅差异，圆偏振光变成椭圆偏振光，即蛋白质的圆二色性。
这种圆二色性反映了蛋白质分子中光活性基团的手性分布和构象特征，是研究蛋白质结构的重要手段之一。
二、圆二色谱仪的工作原理
圆二色谱仪通过测量不同波长下蛋白质分子对左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的吸收差异来实现对蛋白质结构的分析。
这种差异的大小和方向与样品中手性分子结构的数量和方向有关。
具体来说，圆二色谱仪通过以下几个步骤进行测量：
1.样品准备：将待测蛋白质样品溶解在适当的溶剂中，制成一定浓度的溶液。
2.光学系统设置：在圆二色谱仪中，左旋圆偏振光和右旋圆偏振光分别通过两个独立的通道，并且各自的光强通过光电倍增管进行检测。
3.扫描波长：在一定的波长范围内，连续扫描不同波长的光，并记录左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的强度。
4.数据处理和分析：通过比较不同波长下左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的强度差异，计算出样品的圆二色性。
进一步的分析可以揭示蛋白质分子中手性基团的数量、分布和构象特征。
总之，圆二色谱是一种非常有用的工具，可以用来研究蛋白质的结构和构象特征。
通过对圆二色谱数据的分析，我们可以了解蛋白质分子的手性分布、柔性、二级结构等信息，从而更好地理解蛋白质的功能和作用机制。
电子圆二色谱原理
电子圆二色谱原理
电子圆二色谱是一种常用的实验方法，用于研究材料的光学性质和电子结构。
其原理基于旋光效应和傅里叶变换。
首先，我们需要理解旋光效应。
当光通过某些分子或晶体时，由于手性的存在，光线会发生旋转。
这种现象称为光的旋光效应。
旋光效应可以分为左旋光和右旋光，即光线绕其传播方向的轴旋转。
在电子圆二色谱实验中，我们通常使用偏振光。
偏振光是一种具有特定方向的振动光，例如只在水平方向振动的横向偏振光。
当这种偏振光通过材料样品时，被样品的分子或晶体旋光，导致光的偏振方向发生变化。
实验中使用的偏振光由两个互相正交的圆偏振光组成。
一个是左旋偏振光，其旋转方向为逆时针，另一个是右旋偏振光，其旋转方向为顺时针。
这两个偏振光分别被样品吸收或经过样品后产生相位差。
这个相位差与样品在光的作用下电子的吸收、散射以及旋光效应有关。
在电子圆二色谱实验中，我们所测量的是样品对左旋偏振光和右旋偏振光吸收系数的差异，即左旋吸收系数与右旋吸收系数之差。
这个差值可以通过光的强度变化来测量，并转换为圆二色光信号。
通过傅里叶变换分析圆二色光信号，可以得到与材料电子结构有关的信息。
具体来说，通过傅里叶分析可以得到材料的电子
能级分布、能带结构以及电子态密度等信息。
总结来说，电子圆二色谱的原理是基于旋光效应和傅里叶变换，通过测量样品对左旋偏振光和右旋偏振光的差异来获取材料的光学性质和电子结构的信息。
圆二色谱CD原理
CD signals for GCN4-p1
O'Shea et al. Science (1989) 243:538 figure 3: 34M GCN4-p1 in 0.15M NaCl, 10mM phosphate pH 7.0
若 旋光现象是圆双折射的一种特殊形式。
旋光物质使左、右圆偏振光的速度不同，即其色散大小的折射率不同，
旋光现象的产生是由于光学各向异性物质的折射率nL≠nR的结果。
旋光，双折射
8、光的吸收和圆二色性（circular dichroism, CD）
化合物在正常情况下，处于低能的基态， 电子占据所有的成键轨道（σ、π、n轨 道）。如果电子吸收了外界的能量，它就 从基态跃迁到激发态能级。 如果所有的跃迁仅在基态的最低振动能级 和第一激发态之间，吸收光谱将是很狭窄 而不连续的谱线。 由于分子的价电子跃迁总伴随着振动和转 动能级的跃迁，所以，紫外分光光度计测 定物质的吸收光谱，虽然有一最大吸收峰 值，但都是具有一定波长宽度并相对平滑 的曲线。
M：球面反光镜；P：晶体石英棱镜；L:透镜；F:滤光器；
由CDM交互形成的左、右旋圆偏光通过光学活性物质， 透射光强度随时间的变化
透射光强的变化频率与外加调制电压的频率相同。
交流成分S相 当于圆二色性
直流成分 IA=（IL+IR）/2
当调制电压过其峰值（正和负）时， εR＞εL时，透过的右旋圆偏光的光强对应于最大值，而左旋最小（实线）； εR＜εL时，透过的左旋圆偏光的光强对应于最大值，而右旋最小（虚线）。
ε：介质对圆偏振光的摩尔消光系数， c ：样品摩尔浓度， l ：样品厚度（cm ），
[θ] 单位：℃/（mol ·cm）
圆二色谱 用途
圆二色谱用途
圆二色谱（Circular Dichroism，CD）是一种空间结构分析技术，可以用于研究有机和无机化合物的立体结构、对称性和手性性质。
具体来说，圆二色谱的用途包括：
1．判断物质的手性：通过测量物质对左旋和右旋圆偏振光的吸收或散射差异，判断物质是否具有手性，以及手性的类型。
2．蛋白质结构分析：以蛋白稀溶液为检测对象，制备适宜的蛋白样品是该实验成功的关键。
此外，圆二色谱通常以蛋白稀溶液为检测对象，因此需将蛋白样品完全溶解在缓冲液或溶剂中，使其形成均一、透明的蛋白溶液。
同时，缓冲溶液的离子强度最好不要超过5mM，过强的离子强度可能会对测试结果产生影响。
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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圆二色谱原理与应用
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯