红外,拉曼光谱.ppt

红外、拉曼色谱在蛋白质二级结构测定中的作用 * * 拉曼散射光谱的基本概念 一束频率为V0的入射光，照射到气体液体或透明晶体样品上，绝大部分可以透过，大约有0.1%的入射光光子与分子发生碰撞后向各个方向散射。有一部分散射光发生了光子与分子之间的能量交换，即非弹性碰撞，散射的频率不再等于V0，而是Vi，这种散射现象称为拉曼散射。根据这个原理所获得的散射光谱，称为拉曼光谱。 若入射光与基态分子相碰撞而发生拉曼散射，分子从光子那里获得能量，从振动基态跃迁到振动的激发态，而散射光子的能量减小，散射光的频率低于入射光的频率，这种形式的拉曼散射称为Stokes辐射，相应的光谱线称为Stokes线。如果与入射光相碰撞的分子是处于振动的激发态，结果分子交出能量给光子，散射光子的能量增强，散射光的频率大于入射光的频率，这种形式的拉曼散射称为反-Stokes辐射，相应的谱线为反-Stokes线。 在振动光谱中有九个谱峰，按 波数递减的方向命名为酰胺A、B及酰胺I至VII带，各种酰胺(Amide)频率：在3000cm-1以上，有酰胺A（3280cm-1）及酰胺B（3090cm-1 ） ；在1700cm-1以下有酰胺Ⅰ（1650cm-1）酰胺Ⅱ(1550cm-1)酰胺Ⅲ(1300～1250cm-1)酰胺Ⅳ(627cm-1)酰胺Ⅴ(725cm-1)酰胺Ⅵ(600cm-1)及酰胺Ⅶ(206cm-1)。 拉曼散射光谱的应用 酰胺A 3280cm-1 酰胺B 3090cm-1 酰胺Ⅰ 1650cm-1 酰胺Ⅱ 1550cm-1 酰胺Ⅲ 1300～1250cm-1 C=O伸缩、C—N伸缩和N—H面内弯曲振动 N—H面内变形及C—N伸缩振动 C—H伸缩振动 振动谱带 振动波数 归属 N-H伸缩 N-H伸缩（费米共振） 酰胺Ⅳ 627cm-1 O=C—N面内弯曲振动 酰胺Ⅴ 725cm-1 N—H面外弯曲 酰胺Ⅵ 600cm-1 C=O面外弯曲 酰胺Ⅶ 206cm-1 C—N扭曲振动 振动谱带 振动波数 归属 此外，还有可能存在C—CH3伸缩振动频率（910～890cm-1）以及骨架振动频率（500cm-1以下）。 酰胺I带各子峰所对应的二级结构： Table2 FT-Raman frequencies of protein amide I bands and their assignments to different secondary structure 此外，Lippert等人用已知二级结构的蛋白质（聚-L-赖氨酸）的拉曼光谱得到一组强度参数，然后用蛋白质拉曼光谱的酰胺III和酰胺I′（重水溶液）谱带强度建立了一组联立方程，从而求解蛋白质的二级结构。 根据Lippert等的方法，以聚-L-赖氨酸的三种构象为模型，利用四阶联立方程组： 聚-L-赖氨酸三种构象的酰胺谱带（1240，1632，1660）对CH21448cm-1模式的相对强度数据 水溶液 重水溶液 1240 1632 1660 聚-L-赖氨酸，α-螺旋 0.00 0.80 0.55 聚-L-赖氨酸， β -折叠 1.20 0.72 0.88 聚-L-赖氨酸，无序 0.60 0.08 0.78 注：这些数据是Lippert等的修正值 另外，在多肽和蛋白质的拉曼光谱中，谱带850和830是酪氨酸残基的对未取代基的有关振动。由于环的呼吸振动和面外弯曲振动倍频之间的费米共振，它们总是成双成对的出现，而且这两谱带的强度比可表征酪氨酸残基所处的环境，并定量的表示它呈“暴露式”或“埋入式”。 0.5Nbury+1.25Nexpo=I850/I830 Nbury + Nexpo = 1 *