偏振衰减反射(ATR)是确定大量样品取向的有效技术，但很难应用于丝纤维等非常小的样品。
利用金刚石作为ATR元件和聚焦光束的金门单反射ATR附件，可以有效地定量研究直径约为10μm的家蚕单丝蛋白丝的构象和取向。
采用三种方法测定分子取向。最常见的方法是将样品固定在ATR上，并旋转入射辐射的电场。这种方法可以实现，因为样品不需要移动，但它需要完全了解ATR晶体表面每个方向上的电场分量。
样品制备
桑蚕茧来自加拿大林业局昆虫生产单位(Sault Ste. mori)。玛丽,加拿大安大略省)。毛桑蚕丝由两个丝素纤维组成，由蛋白丝胶的胶结层连接在一起。为了去除蚕丝的丝胶层，将蚕丝在含有碳酸氢钠(0.05% w/v)的沸水中脱胶15min。
为了除去多余的水，将产生的丝素丝用去离子水彻底冲洗，并在真空下干燥几分钟。样品的保存温度为22±1℃，相对湿度为65±5%。
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图1所示。用于样品旋转的坐标系和机械设置和示出角轮（A），支撑桥（B），轴（Z）和升降塞（F）的分数测量。
用于样品安装和旋转的机械设置
在入射光的电场与纤维轴的夹角范围内，通过旋转记录样品的极化ATR光谱。对金门ATR附件轴进行了修改，以适应图1所示的样品支架，以便在所有光谱中，样品和ATR元件之间重复具有几乎相同的接触。
样品保持器包括由氟化钡形成的砧座（BAF2）带有双面胶带的相同直径塑料支架的盘。丝纤维位于BAF的中心2通过对纤维施加很小的张力，使纤维保持挺直，避免纤维收缩，将基材两端用胶带轻轻贴在塑料支架的一侧。
一个圆形法兰被用来将样品夹附在ATR附件的桥(B)轴上。在铝法兰和塑料支架之间，插入了一块柔软的低密度聚氨酯泡沫，以确保对样品应用可重复低压。
光谱采集与处理
采用Nicolet Magna 850傅里叶变换红外光谱仪，采用液氮冷却窄带汞镉碲化(MCT)探测器和金门ATR辅助装置记录光谱。用ZnSe透镜(4倍放大)将红外光束聚焦到直径为750 μ m的金刚石晶体上。垂直于入射面的电场用ZnSe线栅偏振器极化。128次扫描，分辨率为4厘米-1，每个光谱使用Heap-Genzel沉积获得。
为红外辐射穿透深度的波长依赖性进行了所有光谱的校正。用于克的频带拟合迭代例程基于称为Levenberg-Marquardt方法的非线性算法。
结果和讨论
图2显示了950和1750cm之间的ATR光谱-1采用平行于纤维旋转角度的s偏光，从0°(平行于电场的纤维)到90°(垂直于电场的纤维)，获得了脱胶桑蚕丝的单丝蛋白丝。
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图2。采用s偏光光在纤维从0°(平行于电场的纤维)到90°(垂直于电场的纤维)不同旋转角度下获得的单根桑蚕丝纤维的ATR光谱。
mori蚕丝主要带的归属见表1。
表1。桑蚕丝偏振ATR光谱中观测波段的归属和取向依赖关系。
| 位置(cm1） |
作业 |
优先定位 |
参考 |
| 1698 |
酰胺I，β-床单 |
为 |
45415年15日,22日,22日,45岁,46岁 |
| 1649. |
酰胺我unordere |
|
24-26,47 |
| 1615 |
酰胺I，β-床单 |
⊥ |
5,22,28,32 |
| 1594 |
N(碳碳)戒指,tyrosinN(酪氨酸 |
|
30日,48 |
| 1555. |
酰胺II，β-薄片 |
⊥ |
22,24 |
| 1527. |
酰胺II，无序酪氨酸 |
|
24日26日27日,29岁 |
| 1515. |
V（C-C）和δ（CH），酪氨酸 |
|
30、31日 |
| 1505. |
酰胺II，β-薄片 |
为 |
24-29 |
| 1469 |
δ.作为(CH3.），丙氨酸，β-薄片 |
为 |
22,30 |
| 1447. |
δ（CH.2），（AG）n |
|
22 |
| 1437. |
δ（CH.2），（AG）nβ-薄片 |
⊥ |
22 |
| 1406. |
厕所α.H2），（AG）n |
为 |
22,49 |
| 1369 |
δ.年代(CH3.），（AG）n |
|
22 |
| 1335 |
δ.年代(CH3.），（AG）n |
|
22 |
| 1260 |
酰胺III，β-薄片 |
|
22日,29岁的尺码 |
| 1225 |
酰胺三世,无序 |
|
29、32、33 |
| 1161 |
v (cα.)和6 (Hα.），（AG）n |
为 |
22 |
| 1103 |
酪氨酸 |
|
32 |
| 1070 |
v(碳碳) |
|
32 |
| 1055 |
v(碳碳) |
|
32 |
| 1014 |
r (CH2),酪氨酸 |
|
32 |
| 996 |
r (CH2），（AG）nβ-薄片 |
为 |
22,32 |
| 973 |
r (CH2），（AG）nβ-薄片 |
为 |
22,32 |
一个使用的缩写:v，拉伸;d,弯曲;w,摇;r,摇摆;作为不对称;年代,对称的。
图3显示了在0°和90°排列的光纤的典型分解谱。从1615和1698 cm开始，桑蚕丝的β-皮层高度定向-1分量分别在0°和90°光谱中几乎完全消失。
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图3。对桑蚕丝在0°和90°的实验光谱进行了分解
图4显示了1615,1649和1698厘米的组分的实验吸光度-1画出θ的函数。
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图4。综合吸光度为1615、1649、1698 cm-1纤维轴与红外辐射电场之间夹角θ的波段分量。与式1的相关性也显示出来。
对于特定振动吸收率与红外辐射（E）的过渡时刻（M）和电场之间的标量产品的平方成比例，吸光度应遵循纤维轴之间的角度，θ的余弦方形函数组件，使：
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一个为A.⊥是分别平行于光纤轴(0°)和垂直于光纤轴(90°)偏振时测量的吸光度，δ是一个相位因子，它是解释光纤角度定位误差的一个相位因子。
等式2用于获得二向色比R，允许计算第二矩P2(因为γ)或P2定向分布函数表示为COSγ中的图例多项式的总和，其中γ是M和E之间的角度，如等式3所示。
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表2提供了R和（2>)确定为1615、1649和1698厘米-1乐队。
表2．极化吸光度(A、A)、二向色比(R)、序参量(< P2>）和从等式1的拟合获得的酰胺I带的主要部件的相对区域。
| 位置(cm-1） |
宽度（cm.-1） |
一个为 |
一个⊥ |
R |
2> |
综合吸光度（a0） |
相对区域 |
| 1698 |
15 |
0.0114±0.0002 |
0.0024±0.0002 |
4.7±0.05 |
0.56±0.04 |
0.0056±0.0006 |
3±1% |
| 1649. |
64 |
0.080±0.001 |
0.092±0.001 |
0.87±0.03 |
-0.04±0.02 |
0.088±0.003 |
51±2% |
| 1615 |
35 |
0.0052±0.0007 |
0.1178±0.0004 |
0.04±0.01 |
-0.46±0.01 |
0.082±0.001 |
46±2% |
为了对丝素的构象有更深入的了解，我们采用了不依赖于方向的或结构吸光光谱(A0)可由平行和垂直偏振光谱用公式4计算。
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图5显示了A为A.⊥五种不同的茧单丝的光谱。
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图5。五种不同的桑蚕丝纤维在0°和90°下的归一化光谱记录。
记录在54.7°的结构谱和从a计算的结构谱为（0°）和一个⊥(90°)如图6所示。
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图6。单根光纤55°记录的ATR谱和与方向无关的谱a0从0°和90°光谱计算。
结论
这项工作提供了一种方便的方法，用于常规分析小单纤维，可以克服TR和传输实验的实验限制。完美可重复，可以通过使用我们实验室开发的样品架可以实现。尽管两个光谱足以计算取向顺序参数和各向同性频谱，但可以从本研究中描述的不同角度的测量确定再现性的稳健性。多个角度测量也有利于验证带拟合程序，这是提取相对于不同振动酰胺I模式的定量信息的必要步骤。
这些信息是根据Specac提供的材料获取、审查和修改的。欧洲杯足球竞彩
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