蛋白质是生命的物质基础,在很多生命活动中起到至关重要的作用。蛋白质的功能与其结构直接相关,蛋白质的结构可分为四个结构水平,其中二级结构具有很重要的研究意义。蛋白质生理功能的发挥、蛋白质与其它分子的相互作用都是在一定溶剂条件下实现的,所以研究溶液中蛋白质结构变化很有价值。测定溶液中蛋白质二级结构的方法主要有圆二色谱、核磁共振、傅里叶变换红外光谱技术,本论文综述了三种测试方法的发展历程及运用,但这些方法对测试样品具有很高的要求,并且不能原位、连续的得到信息。衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)是一种对样品无损的表面分析技术,并能大大减少水对谱图的影响,使得谱图更真实、可靠。本论文采用ATR-FTIR技术研究了三种物质(胰蛋白酶、牛血清白蛋白、合成多肽)在不同的状态、不同的金属离子、不同的表面上酰胺键的变化,进而分析在不同情况下的二级结构成分变化。胰蛋白酶、牛血清白蛋白(BSA)、合成多肽粉末溶于水后,蛋白质分子链上的酰胺键与水分子形成氢键,促使C=O、N-H官能团上电子云密度重新排布,造成Amide I和Amide II谱带发生位移变化,酰胺键的变化表明三种物质在两种不同条件下二级结构发生了变化。我们提出是形成了蛋白质水溶液或蛋白质溶液与表面的接触作用是引起这种变化的主要原因,所以继续探索不同浓度的金属离子(钙离子、锌离子)对蛋白质溶液的影响,并以胰蛋白酶为例研究了其在不同表面(Zn Se和二氧化钛)上变化。在胰蛋白酶溶液中添加不同浓度的钙离子或锌离子,进一步引起Amide I和Amide II谱带发生位移,表明胰蛋白酶能够与水合金属离子发生相互作用,并改变蛋白质的二级结构成分。在二氧化钛表面上,胰蛋白酶水溶液谱图的Amide I和Amide II谱带发生位移变化,表明胰蛋白酶在不同表面上的粘附过程具有不同的二级结构成分,并且胰蛋白酶在二氧化钛表面上的粘附量比在Zn Se表面上多20%。运用曲线拟合方法对谱图进行数学分析,对蛋白质二级结构成分进行定量计算。在BSA水溶液中添加不同浓度的钙离子,进一步引起Amide I和Amide II谱带的峰形和峰位发生变化,并且钙离子浓度越大,引起的变化越大,采用曲线拟合方法对两种扣除背景的差谱进行分析,得到的二级结构变化趋势相同,并与拉曼所得到的结论一致。在合成多肽水溶液中添加不同浓度的钙离子或锌离子,Amide I谱带向低波数移动,Amide II谱带逐渐向高波数移动,证实了水合金属离子的加入会导致酰胺键变化,引起合成多肽二级结构发生变化,并且钙离子和锌离子对二级结构的影响趋势相同。基于三种物质的研究结果,本论文初步揭示了在水溶液中影响蛋白质二级结构成分的因素。蛋白质的状态不同,二级结构不同。同时,氢键、表面的相互作用也会引起蛋白质的二级结构变化。