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比旋光本領(lǐng)(比旋光度)檢測

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發(fā)布時間：2025-07-20 06:04:20 更新時間：2025-07-19 06:04:21

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作者：中科光析科學技術(shù)研究所檢測中心

比旋光本領(lǐng)(比旋光度)檢測

比旋光本領(lǐng)，也稱為比旋光度，是表征光學活性物質(zhì)使平面偏振光偏振面旋轉(zhuǎn)能力的一個特征物理常數(shù)。它是旋光性物質(zhì)（如糖類、氨基酸、某些藥物、香料等）的重要物理參數(shù)，在化學、藥學、食品科學、生物化學等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。通過測量樣品的比旋光度，可以用于物質(zhì)的定性鑒別、純度檢查、含量測定以及結(jié)構(gòu)研究。其定義為：在一定波長（通常為鈉光燈D線，589.3 nm）和溫度（通常為20°C或25°C）下，單位濃度（通常為1 g/mL）和單位光路長度（通常為1 dm）的溶液所引起的旋光角度。比旋光度是一個強度性質(zhì)，與樣品濃度和光路長度無關(guān)。

檢測項目

比旋光本領(lǐng)檢測的核心項目就是測定特定條件下（波長、溫度）物質(zhì)的比旋光度值 [α]。具體項目通常包括：

1. 定性鑒別：將實測的比旋光度值與已知純物質(zhì)的標準值進行比對，作為物質(zhì)真?zhèn)魏头N類的判斷依據(jù)之一。

2. 純度檢查：光學純度（對映體過量率，e.e.%）可以通過測定的比旋光度與其理論最大比旋光度計算得到。旋光度偏離標準值可能表明存在消旋體或雜質(zhì)。

3. 含量測定：在已知純品比旋光度的情況下，通過測量待測溶液的旋光度，結(jié)合其濃度和光程長度，即可計算出待測物質(zhì)的含量（常用于旋光性物質(zhì)的定量分析，如糖度測定）。

4. 溶液濃度確定：對于已知比旋光度的物質(zhì)，可以通過測量其溶液的旋光度反推溶液的濃度。

5. 構(gòu)型與構(gòu)象研究：比旋光度值與分子的立體化學結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，可用于輔助判斷手性分子的絕對構(gòu)型或研究溶液中的構(gòu)象變化。

檢測儀器

測量比旋光度的核心儀器是旋光儀?，F(xiàn)代旋光儀通常是自動數(shù)字顯示或連接計算機進行數(shù)據(jù)處理的儀器。主要類型和關(guān)鍵部件包括：

1. 光源： 通常使用鈉光燈（發(fā)射589.3 nm的D線），或汞燈（有特定譜線），部分儀器使用LED光源。

2. 偏振器： 產(chǎn)生平面偏振光。

3. 樣品管： 即旋光管，盛放待測樣品（液體或溶液）。通常為兩端具有平行光學窗口（如石英或玻璃）的圓筒形容器，長度精確（常見有10 cm，20 cm, 1 dm等）。

4. 檢偏器/分析器： 用于檢測偏振光振動方向旋轉(zhuǎn)角度的部件。

5. 探測器： 光電檢測器（如光電倍增管、光電二極管）接收通過檢偏器的光信號。

6. 讀數(shù)系統(tǒng)：

* 目視旋光儀（圓盤旋光儀）： 通過人眼觀察視野等亮度（三分視野或二分視野重合）確定零點，再旋轉(zhuǎn)檢偏器找到樣品管放入后的新零點，旋轉(zhuǎn)角度即為旋光度。精度相對較低，操作繁瑣。

* 自動旋光儀/數(shù)字旋光儀： 利用光電檢測器和電子系統(tǒng)自動測量偏振面旋轉(zhuǎn)角度，直接顯示旋光度值。具有精度高（可達±0.001°）、速度快、操作簡便、可連接電腦等優(yōu)點。是現(xiàn)代實驗室的主流設(shè)備。

7. 恒溫系統(tǒng)： 高級旋光儀通常配備恒溫樣品室或循環(huán)水浴接口，以精確控制樣品溫度（因旋光度受溫度影響）。

檢測方法

比旋光度檢測遵循國際通用的旋光儀法，主要步驟如下：

1. 儀器校準： * 打開旋光儀預熱，使光源穩(wěn)定（尤其鈉光燈需預熱20-30分鐘）。 * 用純?nèi)軇ㄍǔＪ钦麴s水或配制溶液所用的溶劑）裝入潔凈干燥的旋光管中，排除氣泡，旋緊管帽。 * 將旋光管放入儀器樣品室，調(diào)零（自動旋光儀通常按“零”鍵）。 * （可選）使用已知比旋光度的標準石英片校準儀器精度。

2. 樣品準備： * 準確稱取一定量的待測物質(zhì)。 * 用適當溶劑（通常是水，有時需特定溶劑如乙醇、氯仿，并在結(jié)果中標明）溶解，定量轉(zhuǎn)移到容量瓶中，定容至刻度，搖勻，得到指定濃度（通常為g/100mL或mg/mL）的待測溶液。

3. 測量旋光度： * 用待測溶液潤洗旋光管2-3次。 * 將待測溶液注入旋光管（避免氣泡），旋緊管帽（注意勿過緊以免產(chǎn)生應(yīng)力雙折射）。 * 用擦鏡紙擦干旋光管兩端光學窗口。 * 將旋光管正確（注意方向標記）放入恒溫（或室溫穩(wěn)定）的旋光儀樣品室。 * 讀取旋光度值α（自動旋光儀讀數(shù)）。通常測量3次取平均值。

4. 計算比旋光度： 使用以下公式計算： [α]λ^t = 100α / (l * c) * [α]λ^t: 在溫度t(°C)和波長λ(nm)下的比旋光度 (通常λ指鈉D線，省略不寫)。 * α: 實測的旋光度（度）。 * l: 旋光管的長度（光程長度，單位：dm）。 * c: 溶液的濃度（單位：g/100mL）。 * 注意： 如果濃度單位是g/mL，則公式變?yōu)?[α] = α / (l * c)。結(jié)果報告時需注明溫度、波長、濃度和溶劑（如 [α]D²⁵ = +52.5° (c=1, in H2O)）。