圓二色性光譜有哪些優(yōu)勢(shì)和局限？

圓二色性光譜有哪些優(yōu)勢(shì)和局限？檢測(cè)技術(shù)服務(wù)詳情介紹

圓二色性光譜（Circular Dichroism, CD）作為研究生物大分子構(gòu)象的光譜技術(shù)，因其操作簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)直觀，在結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物物理學(xué)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用。尤其是在dànbáizhì、核酸等手性分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)象變化監(jiān)測(cè)以及分子間相互作用研究中，CD光譜是一種bùkětìdài的技術(shù)手段。然而，正如所有實(shí)驗(yàn)技術(shù)一樣，CD光譜既有其顯著優(yōu)勢(shì)，也存在一定的局限性。

一、圓二色性光譜的基本原理

圓二色性光譜是基于手性分子對(duì)左旋和右旋圓偏振光吸收差異的光譜分析技術(shù)。手性分子在與偏振光相互作用時(shí)會(huì)表現(xiàn)出不同程度的吸收，從而在近紫外或遠(yuǎn)紫外區(qū)域產(chǎn)生特征性信號(hào)。通過對(duì)這些信號(hào)的解析，科研人員可以獲得目標(biāo)分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)信息，例如α-螺旋、β-折疊、無規(guī)卷曲等構(gòu)象比例。

二、圓二色性光譜的優(yōu)勢(shì)

1、快速、低樣品消耗的結(jié)構(gòu)分析工具

CD光譜zuì突出的優(yōu)勢(shì)之一是其快速獲取結(jié)構(gòu)信息的能力。與X射線晶體學(xué)或冷凍電鏡相比，CD實(shí)驗(yàn)不需要復(fù)雜的樣品制備或長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)采集，只需將樣品溶于緩沖液中即可直接上機(jī)檢測(cè)。這一點(diǎn)在初步篩選dànbáizhì構(gòu)象、驗(yàn)證表達(dá)蛋白折疊狀態(tài)或監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性變化時(shí)尤為重要。同時(shí)，CD光譜的樣品用量極低，通常僅需幾十微克dànbáizhì即可完成一次實(shí)驗(yàn)，對(duì)于樣品產(chǎn)量有限或純化難度大的項(xiàng)目jíjù吸引力。

2、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)構(gòu)象變化

CD光譜的另一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)在于其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。由于CD數(shù)據(jù)采集速度快，研究人員可以在不同時(shí)間點(diǎn)或不同處理?xiàng)l件下獲取樣品的結(jié)構(gòu)變化曲線。這種特性特別適合用來研究溫度變性、pH誘導(dǎo)的構(gòu)象改變，或小分子結(jié)合導(dǎo)致的dànbáizhì結(jié)構(gòu)重塑過程。與紅外光譜相比，CD對(duì)水的吸收影響較小，因而可以在生理緩沖液中直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，無需脫鹽或更換溶劑，從而更真實(shí)地反映分子在接近天然狀態(tài)下的行為。

3、適用于無晶體或非結(jié)構(gòu)解析級(jí)別樣品

對(duì)于難以結(jié)晶的dànbáizhì、含有無序區(qū)域的分子或動(dòng)態(tài)復(fù)合體，CD光譜可以在溶液狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量，不依賴晶體或高分辨率樣品。這使其成為結(jié)構(gòu)生物學(xué)早期階段的重要補(bǔ)充工具，可為后續(xù)結(jié)構(gòu)解析和功能研究提供方向性指導(dǎo)。

4、可用于定量分析二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)成

通過與已知標(biāo)準(zhǔn)曲線的比對(duì)，CD光譜可以實(shí)現(xiàn)對(duì)dànbáizhì二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)成的半定量計(jì)算。結(jié)合現(xiàn)代算法（如CDPro、BeStSel等），科研人員可以較為準(zhǔn)確地推測(cè)目標(biāo)蛋白中α-螺旋、β-折疊等構(gòu)象的比例，為結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

二、圓二色性光譜的局限

1、空間分辨率低，難以獲取精細(xì)結(jié)構(gòu)信息

CD光譜雖然能提供整體結(jié)構(gòu)趨勢(shì)，但其分辨率有限，難以像X射線晶體學(xué)或冷凍電鏡那樣獲得原子級(jí)別的結(jié)構(gòu)信息。它無法解析單個(gè)氨基酸的位置或識(shí)別復(fù)雜的三維構(gòu)象細(xì)節(jié)，因此不能作為結(jié)構(gòu)解析的wéiyī手段。此外，不同類型的二級(jí)結(jié)構(gòu)可能在CD光譜中產(chǎn)生相似的信號(hào)，導(dǎo)致解釋結(jié)果存在一定的不確定性。例如，右手α-螺旋和某些環(huán)狀肽段可能在遠(yuǎn)紫外區(qū)域表現(xiàn)出類似的雙峰吸收特征，增加了結(jié)構(gòu)判定的難度。

2、數(shù)據(jù)易受外界因素干擾

CD信號(hào)非常敏感，容易受到實(shí)驗(yàn)條件的影響。例如，緩沖液的選擇、樣品濃度、離子強(qiáng)度、溫度以及雜質(zhì)的存在都可能顯著改變光譜結(jié)果。某些常用的緩沖體系（如Tris、DTT）在遠(yuǎn)紫外區(qū)域具有強(qiáng)烈吸收，會(huì)干擾CD數(shù)據(jù)采集。此外，高濃度樣品可能導(dǎo)致光程過短、吸收過強(qiáng)等問題，影響信號(hào)穩(wěn)定性。這對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作規(guī)范提出了較高要求，尤其是在多樣本對(duì)比或高通量實(shí)驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)化流程顯得尤為重要。

3、僅適用于含有手性中心的樣品

CD光譜的測(cè)量原理決定了它僅對(duì)具有手性結(jié)構(gòu)的分子敏感。無手性中心的分子，如多數(shù)無機(jī)離子、小分子化合物或?qū)ΨQ構(gòu)型聚合物，不會(huì)在CD中產(chǎn)生有效信號(hào)。因此，CD無法直接用于這些非手性體系的結(jié)構(gòu)研究。此外，在復(fù)合體系中，如蛋白-藥物結(jié)合或多組分混合體系，非手性組分可能掩蓋手性信號(hào)，或通過誘導(dǎo)構(gòu)象變化間接影響光譜圖譜，增加了數(shù)據(jù)解析的復(fù)雜性。

4、不能獨(dú)立完成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)建模

盡管CD光譜可以提供二級(jí)結(jié)構(gòu)比例和構(gòu)象變化趨勢(shì)，但它無法提供空間三維坐標(biāo)，因此不能獨(dú)立完成完整的結(jié)構(gòu)建模任務(wù)。它更適合作為其他結(jié)構(gòu)生物學(xué)方法的補(bǔ)充手段，用于驗(yàn)證、優(yōu)化或監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在dànbáizhì工程、構(gòu)象穩(wěn)定性篩選或藥物靶點(diǎn)驗(yàn)證等場(chǎng)景中，CD光譜可以快速反饋構(gòu)象變化信息，但若要深入理解結(jié)構(gòu)機(jī)制，仍需結(jié)合冷凍電鏡、NMR或同位素標(biāo)記等更復(fù)雜的分析手段。

圓二色性光譜是一種兼具高效、靈敏和成本可控特性的結(jié)構(gòu)分析工具，適用于快速評(píng)估dànbáizhì等生物大分子的二級(jí)結(jié)構(gòu)及其變化。當(dāng)然，科研人員在使用CD光譜時(shí)需充分了解其局限性，避免單一解讀或過度外推結(jié)果。百泰派克生物科技專注于蛋白組學(xué)與生物分析領(lǐng)域，致力于為科研人員提供前沿的技術(shù)支持與整體解決方案。我們持續(xù)關(guān)注包括圓二色性光譜在內(nèi)的多種結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)，歡迎聯(lián)系我們探討更適合您科研需求的實(shí)驗(yàn)策略。

百泰派克生物科技特色項(xiàng)目

一、蛋白測(cè)序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos質(zhì)譜儀及島津公司埃德曼降解測(cè)序系統(tǒng)對(duì)dànbáizhì序列進(jìn)行分析，提供基于質(zhì)譜的蛋白測(cè)序分析服務(wù)，包括對(duì)dànbáizhì的氨基酸組成分析，Nduāncèxù，Cduāncèxù和全序列分析，以及基于埃德曼降解的dànbáizhìN端序列分析服務(wù)。對(duì)于未知理論序列的dànbáizhì，提供基于從頭測(cè)序法的dànbáizhì從頭測(cè)序服務(wù)，對(duì)蛋白序列進(jìn)行分析。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1.采用目前世界上優(yōu)良的質(zhì)譜儀器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可實(shí)現(xiàn)對(duì)所測(cè)定靶蛋白序列 100% 的覆蓋;

3.可測(cè)定蛋白N端多達(dá) 70個(gè)氨基酸序列;

4.可測(cè)定多種形式的樣品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白條帶;

5.樣品用量低: 蛋白樣品僅需 5-10ug，即可完成檢測(cè);

6.測(cè)序不受N端封閉，PEC和和糖基化等N端修飾的影響。

二、dànbáizhì組學(xué)

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos質(zhì)譜平臺(tái)結(jié)合Nano-LC，提供定量dànbáizhì組學(xué)、靶向dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué)、翻譯后修飾蛋白組學(xué)等多種dànbáizhì組學(xué)分析服務(wù)。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4Ddànbáizhì組學(xué)服務(wù)，助力微量樣本蛋白組學(xué)、大樣本群醫(yī)學(xué)及高通量修飾組學(xué)等研究工作。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1 .高通量定量蛋白分析:多對(duì)照組大規(guī)模實(shí)驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)記物;

2.體內(nèi)體外多種dànbáizhì標(biāo)記方法，適用于分析組織、細(xì)胞、血液等多種樣品;

3.質(zhì)譜分析靈敏度高，實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)度高;

4.可檢測(cè)較低豐度蛋白，線性范圍廣;

5.zhuānyè生物信息學(xué)分析，分析更系統(tǒng)準(zhǔn)確。

三、單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm質(zhì)譜流式系統(tǒng)進(jìn)行單細(xì)胞質(zhì)譜流式技術(shù)分析，采用金屬元素標(biāo)記物（通常是金屬元素標(biāo)記的特異抗體）標(biāo)記細(xì)胞表面和內(nèi)部的分子，然后用流式細(xì)胞原理分離單個(gè)細(xì)胞，再用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）分析單個(gè)細(xì)胞的原子質(zhì)量譜，zuì后將原子質(zhì)量譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為細(xì)胞表面和內(nèi)部的信號(hào)分子表達(dá)量。

※服務(wù)優(yōu)勢(shì)：

1.技術(shù)優(yōu)良，*技術(shù)空白

采用金屬標(biāo)記抗體技術(shù)，避免了傳統(tǒng)流式熒光通道少且易相互影響的問題?？稍趩渭?xì)胞層面上對(duì)多種指標(biāo)同時(shí)進(jìn)行表征，百泰派克生物科技可做到同時(shí)檢測(cè)51個(gè)目標(biāo)蛋白。

2.分析數(shù)量大，成本較低

單細(xì)胞RNAseq受成本等因素限制，所有樣本細(xì)胞匯總的分析數(shù)目一般在2x10^4個(gè)左右，而流式質(zhì)譜技術(shù)一次（單樣本）就可分析至少10^5的細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了數(shù)量級(jí)的提高，且成本不高于單細(xì)胞RNAseq。

3.應(yīng)用前景大

①流式質(zhì)譜結(jié)果可以給出細(xì)胞亞群的變化，在臨床診斷、疾病機(jī)制研究等方面具有極大的研究前景；

②將金屬標(biāo)簽技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合會(huì)有新應(yīng)用方向。除常規(guī)蛋白外，質(zhì)譜流式細(xì)胞技術(shù)還可用于蛋白翻譯后修飾；

③可檢測(cè)細(xì)胞存活率、細(xì)胞大小、mRNA轉(zhuǎn)錄子表達(dá)量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)

百泰派克生物科技的基于高精度質(zhì)譜的免疫多肽組學(xué)分析及新抗原發(fā)現(xiàn)一站式解決方案包括我們專有的、高度敏感的免疫肽富集和鑒定方案。我們能夠幫助您實(shí)現(xiàn)10,000個(gè)以上I型多肽和10,000個(gè)以上II型多肽的鑒定和識(shí)別。通過我們優(yōu)化的高通量免疫多肽組學(xué)分析平臺(tái)進(jìn)行免疫肽組學(xué)分析，可從zuì小的樣品材料中進(jìn)行可重復(fù)的識(shí)別和定量。該服務(wù)可以應(yīng)用于大規(guī)模的研究，旨在助力科研工作者尋找癌癥、免疫疾病及傳染病的解決方案，深入挖掘未知的靶標(biāo)。

五、生物藥物表征

百泰派克基于高分辨率質(zhì)譜技術(shù)，MALDI TOF，高效色譜分離技術(shù)，提供一系列完善的生物藥物分析方案，從dànbáizhì、多肽、抗體、疫苗等生物制品的氨基酸組成和一級(jí)結(jié)構(gòu)分析，到產(chǎn)品變異性和純度分析。旨在提供優(yōu)質(zhì)生物藥物分析服務(wù)，幫助生物醫(yī)藥生產(chǎn)商提高生物藥物品質(zhì)。

百泰派克生物科技七大檢測(cè)平臺(tái)

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物質(zhì)譜多組學(xué)優(yōu)質(zhì)服務(wù)商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于為生物/制藥和醫(yī)療器械行業(yè)提供質(zhì)量控制檢測(cè)和項(xiàng)目驗(yàn)證等zhuānyè服務(wù)。公司實(shí)驗(yàn)室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法規(guī)和指導(dǎo)原則，通過CNAS/ISO9001雙重質(zhì)量體系認(rèn)證，建立了完備的質(zhì)量體系，數(shù)據(jù)冷熱/異地備份，設(shè)備定期計(jì)量/期間核查，軟件審計(jì)追蹤，為客戶提供一體化解決方案和技術(shù)服務(wù)，支持新藥研發(fā)、藥物申報(bào)注冊(cè)和生產(chǎn)放行。

1.公司采用ISO9001質(zhì)量控制體系，zhuānyè提供以質(zhì)譜為基礎(chǔ)的CRO檢測(cè)分析服務(wù)；

2.獲國(guó)家CNAS實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可，為客戶提供符合全球藥政法規(guī)的藥物質(zhì)量研究服務(wù)；

3.業(yè)務(wù)范圍覆蓋dànbáizhì組學(xué)、多肽組學(xué)、代謝組學(xué)、生物藥物表征、單細(xì)胞分析、單細(xì)胞質(zhì)譜流式、生信云分析以及多組學(xué)生物質(zhì)譜整合分析等；

4.七大質(zhì)量控制檢測(cè)平臺(tái)，滿足您一站式服務(wù)需求；

5.服務(wù)3000+企業(yè)，10000+客戶的選擇；

6.致力于為您提供優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)譜分析服務(wù)!

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