旋光仪的基本原理

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旋光仪

旋光仪的基本原理


旋光仪是制药、化工、化妆品、食品饮料等工业中最重要的一种质量控制方法,通过旋光度的测定,可对光学活性物质进行分析,从而鉴定物质种类、质量及混合浓度。同时也可测得反应和转化的程度。从药物成份纯度和浓度测定,到农产品成熟度检测,再到饮料糖果的糖份测量,旋光仪应用范围甚广。高精密光学技术使得分子偏光力可被测量,因此可鉴定那些无法测得折光率或密度等参数的物质。光源发射的光被光栅过滤发生偏振,即过滤了所有不按设定角度倾斜的光波。然后,被引导到第二个旋光片(即分析器,与第一个成90°转角)。因此没有光线会到达置于后面的探测器。但是,如果放一光学活性的物质在两旋光片之间,光波会根据分子结构向左或向右倾斜,光会再次落在检测器上。分析器开始旋转,直到它回到“暗条纹”处。由于每种光学活性物质都有其特有的旋转角度,因此可以对样品进行表征。为了达到较高的测量精度,样品温度必须精确控制,因为物质的光活性取决于温度。此外,旋光仪必须满足提高过程效率的要求,不仅具有快速、可靠的测量,而且也必须易于处理和自动运行。


主要影响因素

1. 溶剂

旋光物质的旋光度主要取决于物质本身的结构。另外,还与光线透过物质的厚度,测量时所用光的波长和温度有关。如果被测物质是溶液,影响因素还包括物质的浓度,溶剂也有一定的影响。因此旋光物质的旋光度,在不同的条件下,测定结果通常不一样。


2. 温度

温度升高会使旋光管膨胀而长度加长,从而导致待测液体的密度降低。另外,温度变化还会使待测物质分子间发生缔合或离解,使旋光度发生改变。不同物质的温度系数不同,一般在-(0.01~0.04)℃之间。为此在实验测定时必须恒温,旋光管上装有恒温夹套,与超级恒温槽连接。


3. 浓度和旋光管长度
在一定的实验条件下,常将旋光物质的旋光度与浓度视为成正比,因为将比旋光度作为常数。而旋光度和溶液浓度之间并不是严格地呈线性关系,因此严格讲比旋光度并非常数,旋光度与旋光管的长度成正比。旋光管通常有10cm、20cm、22cm三种规格。经常使用的有10cm长度的。但对旋光能力较弱或者较稀的溶液,为提高准确度,降低读数的相对误差,需用20cm或22cm长度的旋光管。


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