圆二色光谱仪

产品概述

Chirascan 是英国应用光物理公司（Applied Photophysics）推出的一款高性能圆二色光谱仪，是手性分子结构与构象研究的尖端分析工具。该公司由诺贝尔奖得主Ronald G. W. Norrish爵士联合创立，拥有超过50年的光谱仪器研发经验。

Chirascan 系列以其卓越的灵敏度、宽泛的波长范围和多样化的扩展功能，成为全球蛋白质科学、生物制药及手性化学领域的标杆产品。该系列包含 Chirascan、Chirascan-plus、Chirascan V100 及 Chirascan Q100 等多个型号，满足从基础研究到高通量筛选的多样化需求。

Chirascan 圆二色光谱仪广泛应用于测定蛋白质、核酸、多肽等生物大分子的二级结构及三级结构，以及有机化合物的绝对构型、构象分析和分子间相互作用研究。在药物研发领域，它是生物仿制药与原研药进行高级结构可比性研究的“金标准”工具。

核心技术优势

1. 卓越的光学性能

Chirascan 系列在宽波长范围内拥有极高的光子通量，这使其在检测灵敏度和数据质量上具有显著优势：

超宽波长范围：标准配置覆盖远紫外至近红外区（163-950 nm），最低可扩展至 < 170 nm，这对于研究无芳香族氨基酸残基的多肽以及蛋白质的指纹区域至关重要。

超高信噪比：采用先进的氮吹扫光学平台技术，有效避免远紫外区大气中水和氧气对光信号的吸收干扰，确保在远紫外区仍能获得低噪音、高灵敏度的数据。

多重检测模式：除常规圆二色（CD）外，还可配置旋光色散（ORD） 及圆偏振发光（CPL） 等多种检测模块，全面表征手性物质的光学活性。

2. 精确的环境控制

电子控温系统（Peltier）：配备高精度温度控制模块，温度范围 -20℃至100℃，准确度达 ±0.1℃。可实现蛋白质热变性（Thermal Denaturation）实验，精确测定其热力学稳定性参数（Tm值）。

滴定停流技术（Stopped-Flow，选配）：可追踪毫秒级的构象变化，用于研究蛋白质折叠动力学或酶与底物的快速反应。

3. 多样化的扩展附件

Chirascan 不仅是一台光谱仪，更是一个可拓展的平台：

附件/扩展功能	主要应用
圆偏振发光（CPL）	研究手性分子的激发态信息，用于镧系配合物、OLED材料等
旋光色散（ORD）	测定光学活性物质的比旋度，辅助绝对构型判定
自动滴定系统	研究配体滴定诱导的构象变化，计算结合常数
多孔板读取器	实现高通量CD筛选，提高实验效率

技术规格摘要

项目	规格参数
型号	Chirascan / Chirascan-plus / Chirascan V100
生产厂商	英国应用光物理公司（Applied Photophysics）
波长范围	< 170 - 950 nm（单检测器）
波长准确度	±0.1 nm（170-500 nm）；±0.5 nm（500-900 nm）
波长重复性	±0.1 nm
CD 分辨率	< 0.00001 m°
CD 测量范围	≥ ±9000 m°
光谱带宽	0.01 - 15 nm（不分档，全波长自动调节）
扫描速度	1 - 10000 nm/min
狭缝宽度	1 - 3000 μm
杂散光	< 3 ppm @ 200 nm
CD 噪音水平	0.070 m° @ 175 nm；0.020 m° @ 185 nm；0.030 m° @ 200 nm
温控范围	-20℃ 至 100℃
温控准确度	±0.1℃
样品类型	蛋白质、核酸、多肽、有机小分子、聚合物、手性配合物等
软件平台	Pro-Data / Pro-Data Viewer
※ 检测条件说明：上述噪音数据基于 2秒过采样、1 nm 带宽的检测条件

主要应用领域

蛋白质结构与稳定性研究

二级结构定量分析：测定蛋白质/多肽中α-螺旋、β-折叠、无规卷曲等二级结构单元的百分比

热稳定性分析：通过变温CD实验测定蛋白质的熔点（Tm值），评估其热稳定性

构象变化监测：研究pH、温度、化学变性剂、配体结合等因素诱导的构象转变

生物制药与质量控制

生物仿制药可比性研究：比较生物仿制药与原研药的高级结构（Higher Order Structure, HOS）一致性

批次放行检测：对治疗性蛋白药物的构象均一性进行质控

稳定性指示分析：监测制剂在不同储存条件下的构象变化

核酸研究

DNA/RNA结构多态性：研究B-DNA、Z-DNA、发夹结构、G-四链体及三螺旋结构的形成与转换

配体结合研究：评估小分子药物或蛋白与核酸的特异性结合对构象的影响

手性化学与材料科学

绝对构型确定：结合理论计算，确定有机小分子或天然产物的立体化学构型

手性材料表征：研究手性聚合物、液晶材料及纳米材料的光学活性

使用注意事项

1. 缓冲液选择：

推荐使用磷酸盐缓冲液（钾盐优于钠盐）或低浓度Hepes（10-25 mM）。避免使用高氯酸盐、三氟乙醇、三乙胺等具有光学活性或在远紫外区有强吸收的试剂。

2.样品准备：

蛋白质浓度：远紫外CD通常使用0.1-1.0 mg/mL的蛋白浓度

比色皿光程：远紫外区（<250 nm）推荐使用0.1 mm或0.5 mm光程比色皿；近紫外区（>250 nm）可使用1 cm光程比色皿

样品体积：根据比色皿光程而定，如0.1 mm比色皿约需26 μL样品

3.仪器维护：

使用高纯氮气（纯度>99.999%）对光学台进行持续吹扫，以排除远紫外区的氧气吸收干扰

使用前需预热并稳定氮气吹扫系统至少15分钟

定期进行仪器校准（常用(+) -10-樟脑磺酸铵溶液）

4.预约使用：

多数共享平台需提前预约，具体以各机构管理规定为准。

总结

英国 Applied Photophysics Chirascan 圆二色光谱仪凭借其<170 nm 的超宽波长范围、< 0.00001 m° 的超高 CD 分辨率、-20℃ 至 100℃ 的精确温控能力以及CPL、ORD、停流技术等多样化的扩展功能，已成为全球蛋白质科学、生物制药及手性化学领域广泛认可的高端手性光谱分析平台。

该系统的核心价值在于：

结构解析的“火眼金睛”：精准定量蛋白质/核酸的二级与三级结构，是生物药物高级结构表征的金标准

极致的远紫外性能：最低可达 < 170 nm 的检测能力，覆盖酰胺带的全部指纹信息，特别适用于富含β-折叠或无规卷曲结构的蛋白分析

多维度的应用拓展：集成了常规CD、变温CD、滴定动力学及圆偏振发光（CPL）等模式，满足从分子构型确定到激发态手性研究的全面需求

无论是科研机构中复杂的蛋白质折叠机制探索，还是生物制药企业中严格的质量控制与一致性评价，Chirascan 都能提供稳定、精准、可重复的光谱数据，助力科学家洞见微观世界的手性密码。