Сканирующие инфракрасные спектрометры

ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ БЕЛКОВ

Инфракрасная спектроскопия основана на поглощении инфракрасного излучения молекулами и, если сравнивать с кристаллографией, является относительно недорогим инструментом для исчерпывающего описания молекулярных конформаций и конформационных изменений белков и других биомолекул. В зависимости от техники изменений, различают сканирующие инфракрасные (СИК) спектрометры, инфракрасные спектрометры с преобразованием Фурье (ИК приборы с одной длиной волны. Для анализа молекул наиболее интересный спектральный диапазон лежитв пределах n = 400-4000 см^-1, где волновые числа n определяются как величины, обратные длине волны nº1/l. ИК-спектры наблюдаются в том случае, если при возбуждении изменяется дипольный молекулы (рис. 1). У белков особенно важным для изучения вторичной структуры и структурных изменений является поглощение амидных хромофоров в области 1500-1700 см^-1.

Рис.1. Примеры ИК-активных и ИК-неактивных вибраций

СПЕКТРОМЕТРЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Сканирующие инфракрасные спектрометры

Сначала ИК-спектрометры (рис.2) конструировались наподобие ска­нирующих УФ-поглощающих спектрофотометров. Излучение от ис­точника, например, от теплового, работающего при 1000°С, проходит через монохроматор, который выделяет луч с одной определенной дли­ной волны. Монохроматический луч расщепляется на два, один из которых направляется на образец. В каждый момент времени оптичес­кий затвор (обтюратор) преграждает путь одному из этих лучей. Интенсивности обоих лучей попеременно регистрируются ИК-детектором, например, пироэлектрическим, и сравниваются. Оптическая плот­ность образца вычисляется как логарифм отношения двух, измеренных интенсивностей. Поскольку проблема фонового излучения здесь мно­го более серьезна, чем в УФ-спектрофотометрах, то крайне необходи­мо применять модуляцию света. Спектр получается путем сканирова­ния излучения в заданном диапазоне длин волн. Такой принцип ска­нирования до сих пор широко используется в ИК-спектрометрах с разрешением по времени в фемто- и нано-секундном масштабе, когда в качестве источника ИК-излучения используются ИК-лазеры.