圆二色光谱(CD)单位换算指南

圆二色光谱单位换算指南

在蛋白质结构解析、药物手性分析或材料光学性质研究中，圆二色光谱（Circular Dichroism，简称CD）是揭示分子立体构象的“黄金工具”。通常我们在实验中测试圆二色光谱时，通常得到的数据一般都是以椭圆率，单位为毫度mdeg表示（Y轴），其对应的横轴（X 轴）为波长nm，然而文献中通常都使用摩尔椭圆率molar ellipticity [θ]来表示，单位为deg.cm2.dmol-1，有的文献则使用（摩尔圆二色性molar circular dichroism Δε）来表示那。Δε、mdeg、deg.cm2.dmol-1它们之间到底如何转换？

1、ΔA（吸光度差）

（1）定义：最基础的CD信号表达，直接来源于仪器检测器测量。它表示左旋圆偏振光 (LCP) 和右旋圆偏振光 (RCP) 通过样品后的吸光度之差：Δε= 。

（2）优点：仪器直接输出，理论计算的基础。

（3）局限：数值大小强烈依赖于样品浓度 (c) 和光程长度 (l)，难以直接用于不同实验间的比较。

2、θ (椭圆率，Ellipticity)

（1）定义：圆二色性导致出射光变为椭圆偏振光。椭圆率 (θ) 描述了这个椭圆的扁平程度。

（2）单位：毫度 (millidegrees, mdeg)。这是现代圆二色光谱仪最常用、最推荐的报告单位。

（3）计算： θ (mdeg) 与 ΔA的关系是核心换算之一：[θ]=3298.2 ΔA

（4）优点：仪器常用输出单位，数值大小适中，便于报告图谱。

3、[θ] (摩尔椭圆率，Molar Ellipticity)

（1）定义：为了消除浓度和光程的影响，使不同条件下的CD数据可以相互比较，将测得的椭圆率 (θ) 归一化到标准摩尔浓度 (1 mol/L) 和标准光程长度 (1 cm = 0.1 dm)。

（2）单位：度·平方厘米·分摩尔⁻¹ (deg·cm²·dmol⁻¹)。有时也写作 deg·cm²·dmol⁻¹。这是文献报告CD谱强度最标准的单位。

（3）摩尔椭圆率 [θ]与椭圆率mdeg转换方法

根据Beer-Lambert law 有：
mdeg = [θ]. l.c 或 [θ]=mdeg/(l.c )
其中，l为光径（mm）、c 为样品浓度（mM）。
即把实验中测定得到的mdeg值乘以1000除以光径(mm)再除以浓度(mM) 所得的值的即为molar ellipticity [θ]（单位deg.cm2.dmol-1）见下图。