圆二色性
圆二色性（英语：Circular dichroism, 缩写：CD）是涉及圆偏振光的二色性，即左旋光的和右旋光的差分吸收[1][2]。
左旋圆（LHC）的和右旋圆（RHC）的偏振光表示一个光子的两种可能的自旋角动量状态，因此圆形二色性也被称为自旋角动量的二色性[3] 。这种现象在19世纪上半叶被让-巴蒂斯特·毕奥(Jean-Baptiste Biot)，奥古斯丁·菲涅耳(Augustin Fresnel)和艾梅·克顿（Aime Cotton）发现[4]。它在光学活性手性分子的吸收带中被显示。CD光谱学在许多不同领域中具有广泛的应用。最值得注意的是，使用UVCD来研究蛋白质的二级结构[5]。UV/可见光CD被用于研究电荷转移跃迁[6]。近红外CD被用于通过探测过渡金属的d→d跃迁来研究分子的几何和电子结构[2]。振动圆二色性，其使用来自红外能量区的光，被用于小有机分子的结构研究，并且最近被用于研究蛋白质和DNA[5]。
物理原理
[编辑]一般而言，生物分子大多都具有手征性，也就是说它们在结构上有其他分子式相同但结构式不同的对映异构体(分为L型和D型)，除此之外它们在光学特征上也有所差异。
通常光源在未经特殊处理前，其偏振方向通常是呈各种方向散射，经过起偏器偏振化后，光波会变为偏振方向单一的光波（称为线性偏振光）。当此平面偏振光通过手征性生物分子后，会分成左旋和右旋两道圆偏振光，最后再经过一道偏光镜使其重合为一线性偏光。
由于手征性生物分子结构上的影响，而使得左旋与右旋圆偏振光在折射率上有所差异，因此在重合后会产生附加的相位差，从而使得射出的合成线偏光在角度上产生偏转。
因为生物分子皆会在某一特殊光波长下有吸收光，它们除了对左旋与右旋的吸收度不同外，振幅也不同。因此随着时间的，左、右旋两道圆偏光重合后的行进方式将由原来的圆型变为椭圆型。由行进速度不同振幅也不同的左、右旋圆偏光叠加重合后所产生的不再是线性偏振光，而是椭圆偏振光，这种特性即称为圆二色性。
参阅
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ P. Atkins; J. de Paula. Elements of Physical Chemistry 4th. Oxford University Press. 2005. ISBN 0-7167-7329-5.
- ^ 2.0 2.1 Edward I. Solomon; A. B. P. Lever. Inorganic electronic structure and spectroscopy. Wiley-Interscience. 3 February 2006: 78 [29 April 2011]. ISBN 978-0-471-97124-5. （原始内容存档于2019-06-07）.
- ^ Introduction to Quantum Theory 2ED David Park Sec 2.2 Pg32 “...the polarization of a beam of light is exactly the same kind of thing as the spin of a beam of electrons, the differences of terminology reflecting only the accidents of the historical order of discovery.”
- ^ Gerald D. Fasman. Circular dichroism and the conformational analysis of biomolecules. Springer. 1996: 3– [29 April 2011]. ISBN 978-0-306-45142-3. （原始内容存档于2019-06-07）.
- ^ 5.0 5.1 Kōji Nakanishi; Nina Berova; Robert Woody. Circular dichroism: principles and applications. VCH. 1994: 473 [29 April 2011]. ISBN 978-1-56081-618-8. （原始内容存档于2019-06-02）.
- ^ Solomon, Neidig; A. T. Wecksler; G. Schenk; T. R. Holman. Kinetic and Spectroscopic Studies of N694C Lipoxygenase: A Probe of the Substrate Activation Mechanism of a Non-Heme Ferric Enzyme. J. Amer. Chem. Soc. 2007, 129 (24): 7531–7537. PMC 2896304
. PMID 17523638. doi:10.1021/ja068503d.
外部链接
[编辑]- Circular Dichroism explained（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Circular Dichroism at UMDNJ – a good site for information on structure estimation software [broken link]
- Electromagnetic waves – Animated electromagnetic waves. The Emanim program is a teaching resource for helping students understand the nature of electromagnetic waves and their interaction with birefringent and dichroic samples
- An Introduction to Circular Dichroism Spectroscopy – a very good tutorial on circular dichroism spectroscopy
