第31卷，第12期 2011年12月
光谱学与光
告分，析
谐
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31,No.12,pp3194-3199
December, 2011
红外光谱法检测生物大分子损伤的研究进展
李莉莉，赵丽娇·，钟儒刚
北京工业大学生命科学与生物工程学院，北京100124
摘要红外光谱技术由于其灵敏度高和对样品的非破坏性等优点已成为研究生物大分子损伤的重要工具。蛋白质、脂质和核酸等受到损伤时，其红外光谱待征吸收峰的峰位、峰型和峰强会发生变化，这为检测生物大分子损伤并进一步揭示相关疾病的发生、发展及早期预防提供了依据。还综述了近年来使用红外光谱法检测生物大分子损伤的研究进展，介绍了利用傅里叶变换红外光谱、衰减全反射傅里叶变换红外光谱和傅里叶红外显微等技术在蛋白质二级结构、膜脂流动性和离子通透性以及药物对DNA的作用机制等领域的应用，以及相关的定性和定量分析方法进行了评述，提出了月前红外光语分析技术中存在的间题，并对今后红外光谱在生物医学领域中的应用前景作了展塑，指出疾病早期诊断、红外光谱联用以及定量分析技术等将成为红外光谱领域未来的研究热点。
关键调红外光谱；生物大分子损伤；蛋白质；脂质；DNA
中图分类号：O657.3
引言
文献标识码：A
D0l:10.3964/j.issn.10000593(2011)12-3194-06
活动密切相关。当蛋白质受到外界物理或化学因素影响时，其生物活性会发生改变，溶解度降低，不对称性增高，其至导致变性。变性过程中其一级绪构并未发生改变，主要涉及
红外光谱是一种重要的分子振动光谱，其原理是利用分子摄动能级的变化来鉴定分子中存在的官能团。近年来，红外光谱法由于其灵敏度高和对样品的非破坏性，在生物大分子损伤的检测中得到了广泛应用"。电离辐射、环境污染物和活性自由基等物理或化学因素能够导致生物大分子损伤，从面影响正常生命活动，基至导致细胞筛变。受损生物大分子红外光谱谐特征的变化，是解释在药物或致癌物等作用下蛋白质变性、交联、膜脂流动性和离子通透性变化以及基因品质改变的重要依据。蛋白质、脂质、核酸等生物大分子受到损伤时，其红外光谱图中的分子特征吸收峰与正常分子相比可能发生明显的峰位、蜂型或峰强的改变。因此，使用红外光谱法对生物大分子损伤进行定性或定量分析，对从分子平揭示疾病的发生与发展、药物与靶标的相互作用等具有重要意义。本文对近年来利用红外光谱法检测生物大分子损伤的相关研究进行了综述。
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检测蛋白质损伤
蛋白质是重要的生物大分子，其复杂的结构与多种生理收稿日期：2010-12-25，修订日期：2011-03-20
到蛋白质二级结构的变化。傅里叶变换红外光谱(FTIR)法由于其在波长精度、分辨率、扫描速度和灵缴度等方面的优势，可用于研究不同环境下蛋白质二级结构的变化。与其他方法相比，FTIR具有其独特的优势：荧光和紫外光谱都只能测定少数带有发色团(如Trp，Tyr等)的蛋白质分子，X 射线衍射法无法比较不同生理条件对蛋白质结构的影响，圆二色谱只能应用于检测浓度范围很窄的澄清落液，而FTIR 则不受分子量大小和光散射等因素的影响，适用范图较广杨姣兰等[]使用FTIR对蛋白酰胺I带各子峰归属进行了指认，结果如表1所示，
Table1
Frequencyandassignments of
amide I band in protein/] Frequeney/cm!
Assignments
1650~1658
1 620~1 640, 1 675
1 640~1 648
1665,1670,1683,1688,1694
arhelix β-sheet random tum
基金项目：国家自热科学基金项目(20907002)，北京市科技新星项目(2009B08)和北京市优秀人才项目(20081A0501500179)资助
作者简介：李莉莉，1988年生，北京工业大学博七研究生
e-mail, zhaolijiao@bjut, edu. cn
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