CD光谱 vs FTIR：哪种技术更适合分析蛋白质二级结构？

蛋白质的结构决定其功能，而二级结构是蛋白质结构层级中的关键环节。螺旋、折叠、无规卷曲等结构变化，常常伴随着蛋白质功能的转变，甚至失活。因此，精准解析蛋白质二级结构，不仅对于基础研究至关重要，也广泛应用于药物研发、生物制剂稳定性评估以及结构功能关系研究等领域。目前，圆二色谱（CD光谱）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）是最常用于蛋白质二级结构分析的两种光谱技术。它们各具优势，也各有局限。那么，究竟哪一种更适合你的研究需求？

 

一、CD光谱：快速、灵敏，但依赖于样本纯度

1、原理与优势

CD光谱利用圆偏振光与手性分子之间的相互作用来分析蛋白质的构象。α-螺旋、β-折叠和无规卷曲结构在190–250 nm波长范围内表现出特征性CD信号，因此通过拟合参考光谱库，可快速估算各类二级结构的比例。CD光谱尤其适用于以下场景：

 

• 动态监测蛋白质在不同pH、温度或溶剂条件下的构象变化
• 对于单一构象蛋白，获取清晰的二级结构分布
• 可在较低样品浓度下进行测定（通常为0.1–1 mg/mL）

 

2、局限性

尽管CD光谱灵敏度高，但也对样品质量要求严格，尤其对杂质、缓冲液吸收和非蛋白质背景干扰较为敏感。此外，CD谱图的解释依赖于参考数据库拟合算法，难以用于混合构象或高复杂度样品的精确解读。

 

二、FTIR：稳定性强、适用性广，但分辨率有限

1、原理与优势

FTIR通过检测分子振动吸收，尤其是酰胺I带（约1600–1700 cm⁻¹）的吸收峰，来推断蛋白质的二级结构。这一区间对α-螺旋、β-折叠和无规卷曲的振动模式高度敏感。FTIR具有以下优点：

 

• 能够分析固态、液态甚至冻干蛋白质样品
• 对缓冲液成分不敏感，适用于复杂基质
• 适合高浓度样品，尤其适用于药物制剂中的结构评估
• 与温度控制配合，可用于热稳定性研究

 

2、局限性

尽管FTIR适用范围广，但其二级结构定量精度相对较低，且在多组分重叠峰区域，结构分辨率受限。此外，水对酰胺I区的吸收干扰需通过专门方法（如差谱技术）加以校正。

 

三、CD光谱 vs FTIR：如何选择？

 

 

四、实践建议：以目标为导向，选用或联合技术

在蛋白质二级结构研究中，并不存在“zuìyōu技术”，只有“最合适方法”。如果研究目标是快速筛查构象变化，CD光谱无疑是优选；若需要在复杂背景或高浓度样品中评估结构稳定性，则FTIR更具优势。值得强调的是，两者并非对立，而是互补 —— 许多研究也采用CD与FTIR联合策略，以获得更全面、准确的结构信息。

 

在蛋白质二级结构分析实践中，实验设计、样品处理、谱图解析等每一步都对数据质量至关重要。百泰派克生物科技依托先进的质谱平台，提供蛋白质圆二色谱分析服务。我们的技术团队能够根据客户研究目标定制zuìyōu实验方案，助力科研与开发高效推进。

 

百泰派克生物科技特色项目

 

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

 

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

 

 

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

 

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

 

 

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

 

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

 

 

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

 

 

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

 

 

百泰派克生物科技七大检测平台

 

 

 

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

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