旋光度测定法
旋光度测定的实验原理
旋光度测定的实验原理旋光度测定是一种用于测量物质旋光性质的实验方法，主要用于分析和判断有机化合物的结构、对映体纯度和化学反应动力学等。
该方法主要依赖于光学旋光现象：当经过一个手性物质时，线偏振的光会发生旋光现象，其振动方向会随着传播方向旋转一定角度。
实验原理主要包括三个方面：偏振光的生成、旋光度的测量和基本测量原理与公式。
一、偏振光的生成：偏振光的生成主要通过偏振片来实现，偏振片是具有选择性吸收偏振方向的光学工具。
当一束非偏振光通过偏振片时，只有与偏振片振动方向平行的光能通过，与振动方向垂直的光则被滤除。
这样得到的光就是偏振光。
二、旋光度的测量：旋光度是描述旋光现象的物理量，使用旋光仪来测量。
旋光仪是一种专门用来测量旋光的仪器，它由光源，样品池，偏振片和检光系统等组成。
光源：在实验中常用的光源有光源灯和钠灯。
根据不同实验需要，可以分别选择合适的光源。
样品池：是用来容纳待测样品的容器，通常由石英玻璃或者石英玻璃式管制成。
通过样品池来控制样品的光程。
偏振片：用于生成线偏振光的偏振片，通常有两个互相垂直的偏振片，可以分别选择合适的偏振片。
检光系统：包括分光器、波长选择装置、朗伯方向器和光电探测器等。
其中分光器主要是用来分离入射光与旋光光的。
波长选择装置是用来选择适当的波长。
朗伯方向器是用以确定光的旋转方向，光电探测器是用来接收并转换光信号为电信号。
通过检光系统可以测量到旋光光对应的电信号。
三、基本测量原理与公式：当通过一个手性物质时，线偏振光通过物质后，振动平面会发生转动，假设转动角度为α，转过的角度与物质的浓度、物质的旋光度和光通过的光程都有关系。
旋光度[α]可以通过以下公式计算得到：[α]=α/c*l其中α为旋光仪读数，c为样品浓度（单位为g/mL），l为样品池光程（单位为dm）。
最后，旋光度测定实验原理是通过旋光仪测量物质对于入射偏振光旋光度的角度差，进而计算出旋光度的物理量。
通过测量旋光度，可以分析物质的构型、纯度等性质。
旋光度测定的实验原理
旋光度测定的实验原理1. 旋光度测定的定义旋光度测定是一种通过测量光线旋转程度来确定样品实验物质浓度、化学结构和构象的方法。
旋光度是指样品对偏振光的旋转度数，单位是度（°）。
旋光度测量可通过光学手段进行，利用偏振器、样品和旋光仪等设备。
2. 操作步骤（1）样品制备：样品应融点低，纯度高，并通过固体、液体、气体三态制备样品使之溶解。
（2）偏振片调节：将光源放置在旋光仪的一端，另一端从样品入光点辐射的光先通过偏振片，将光作为振动的平面。
（3）旋光仪测量：±45度旋光仪选择，与样品保持一定的距离，用电子光门调节光批进和出光的时间，将一定光强的偏振光通过经过样品的设备，再通过第二个偏振片来观察一定角度的旋光度。
旋光度读数与仪器附带的公式。
3. 原理光线通过具有旋光性质的物质会产生光旋转现象，光旋转方向与物质的构象和化学结构有关。
光线在光学载波中传播时，其振动方向沿载波传播。
如果同时有两个偏振光，振动方向之间相互垂直，这两个偏振光合成为线偏振光。
当线偏振光穿过旋光性样品时，在光路中行进的时候，其中一个方向的振动被旋性样品旋转一定的度数，导致光线将偏离原来的方向。
传播到另一侧时，又受到相反的旋转力度，从而另一个方向的振动被相反的角度旋转。
最终，光线会偏离垂直方向，振动面的方向成为椭圆形。
4. 应用旋光度测定应用于化学、生物、环境等领域。
特别是在药物研究和生物学方面，用于研究手性分子的各种性质，如对光学活性的描述，对化合物的纯度、复杂度和立体化学的鉴定。
旋光度测定还可以用于药物缩影、药效评价和药物安全性测试等方面，并且还可用于化学催化体系的研究、光化学反应机理的证实等方面。
5. 字数总结本文共1016字，介绍了旋光度测定的定义、操作步骤、原理及其应用，旋光度测定可用于研究手性分子的性质，对化合物的纯度、复杂度和立体化学的鉴定，可应用于药物缩影、药效评价、药物安全性测试或者化学催化、光化学反应机理的证实等方面。
水产品物理检测方法—旋光度的测定
旋光度的大小可通过旋光仪进行测定。它由单色光 源、偏光镜、测量管、分析镜和检测装置所组成。该方 法具有操作简便、快速、灵敏度高等优点。
单色光源
起偏镜
盛液管
a a
检偏镜
目镜
三、比旋光度
比旋光度[] t与光的波长及测定温度有关。通常规定用钠光D
线(波长589.3纳米)在20℃时测定。不同旋光性物质的比旋光度 可以通过查表得出。
糖类 葡萄糖 果糖 转化糖 蔗糖
[α]D20Байду номын сангаас+52.5 －92.5 －20.0 +66.5
糖类 乳糖 麦芽糖 糊精 淀粉
偏振光
晶轴
(plane polarized light)
二、偏振光和旋光性 旋光性 使平面偏振光发生偏转的现象就叫做旋光现象； 使偏振光偏振面旋转的能力的溶液，就具有旋光性。 使偏振光偏振面旋转的角度就叫做旋光度，用字母表示。
偏光可通过
偏光不能通过
二、偏振光和旋光性 旋光性
旋光度的大小与其本身化学结构、测定光的波长，测定液浓度，测 定液的厚度，测定液温度等因素有关。它的正负代表顺时针或逆时针 旋转，用正负号表示。
光，在传播过程中，它可以向任何方向振动，即可以向任何方向
传播。
光束先进方向
光源
光波振动方向与光束前进方向关系示意图
二、偏振光和旋光性
若将一束单色光通过尼克尔棱镜（方解石晶体），该 晶体只充许振动方向与其晶轴平行的光通过，因此一束 普通的单色光通过该棱镜后只在一个平面上振动，我们 称之为平面偏振光，简称偏振光。
在一定条件下，旋光度的大小与测定液浓度，厚度呈正比。 =KCL
旋光度的测定
旋光度的测定旋光度的测定是一种常用的化学分析方法，它可以用来检测化合物中手性分子的存在以及其对光线偏振方向的旋转程度。
在药物、食品、化妆品等领域中，旋光度的测定被广泛应用。
本文将介绍旋光度的定义、测量原理、仪器设备和实验步骤。
一、旋光度的定义旋光度是指物质对平面偏振光旋转角度的大小，通常用α表示。
当入射线与观察线夹角为90°时，称为正旋性；当入射线与观察线夹角为270°时，称为负旋性。
其单位为度（°）或毫度（mdeg）。
二、测量原理当平面偏振光通过具有手性分子的溶液或晶体时，由于手性分子对左右两个方向的圆偏振光吸收不同，导致传播速度不同，从而使得出射光线发生相位差，进而改变了偏振方向和波长。
这种现象被称为“旋光现象”。
根据洛仑茨公式可得：α = α0 × l × c其中，α0为比旋光度，l为样品长度，c为样品浓度。
因此，旋光度的测定需要测量样品的长度和浓度，并根据上述公式计算出比旋光度。
三、仪器设备旋光度测定常用的仪器设备有旋光仪和偏振光谱仪。
1. 旋光仪：是一种专门用于测量物质对平面偏振光的旋转程度的仪器。
它由源、偏振器、样品室、检测器和读数装置等组成。
常见的有手摇式旋光仪和自动旋光仪两种。
2. 偏振光谱仪：是一种可以同时测量吸收谱和旋转角度的分析仪器。
它由源、偏振器、样品室、检测器和读数装置等组成。
与传统的分析仪不同之处在于，它使用圆偏振光而非平面偏振光。
四、实验步骤1. 准备样品：将待测物质溶解于适当溶剂中或制备成晶体，并按照要求调整其浓度。
2. 校准：打开旋光仪或偏振光谱仪，进行校准。
校准时应使用已知旋光度的样品进行校准。
3. 实验操作：将样品放入旋光仪或偏振光谱仪中，按照要求调整样品室的长度和浓度，记录下旋转角度。
4. 计算结果：根据洛仑茨公式计算出比旋光度，并将其转换为旋光度。
5. 数据处理：根据实验结果进行数据处理和分析，得出结论。
药物分析--旋光度测定法
三分视场 观察窗口
示数刻 度窗
样品管：
样品管 放置处
调节旋光度 数值旋钮
旋光仪的读数
旋光仪的读数
图中的读数是 多少？请发表 在评论区。
操作方法：
测定注意事项：
1、测定前以溶剂作空白校正，测定后，再校正一次， 以确定测定时零点有无变动；如第二次校正时发现 零点有变动，应重新测定旋光度。 2、配制溶液及测定时，应调节温度为20±0.5℃ （或各药品项下规定的温度） 3、供试的液体或固体药物的溶液应不显浑浊或含有 混悬的小颗粒，如有上述现象，应预先过滤，并弃 去初滤液。
呈线性关系。 测比旋度时，要求在一定浓度的溶液中进行。
（三）溶剂
溶剂对旋光度的影响比较复杂，随溶剂与药物而 有所不同：有些溶剂对药物无影响，有的溶剂影 响旋光的方向及旋光度的大小。
测定药物的旋光度和比旋度时，应注明溶剂的名 称。
（四）光线通过液层的厚度
光线通过液层的厚度越厚，旋光度越大
α
旋光度测定法
轻化工程系
概述
有机化合物的结构中含有手性碳原子，具有旋光 现象。利用测定药物的旋光度进行定性、杂质检 查和定量的分析方法，称为旋光度测定法。
手性碳原子，是指和四个不同的原子或基团连接
的碳原子，常用“＊”号予以标注
CH3CHCH2CH3 Cl
6CH2OH
H 5C* OH
O1
4*
O
3
2
C% =
α
α
t D
×L
×100%
例如：葡萄糖注射液的含量测定
精密量取本品适量（约相当于葡萄糖10g），置
100ml量瓶中，加氨试液0.2ml（促使葡萄糖溶液
的变旋现象达到平衡），用水稀释到刻度，摇匀，
旋光度测定法
1 平面偏振光通过含有某些化学活性的化合物液体或溶液时，能引起旋光 现象，使偏振光的平面向左或向右旋转。旋转的度数称为旋光度。在一定波长与 温度下，偏振光透过每 1mL 中含有 1g 旋光性物质的溶液且光路长为 1dm 时，测 得的旋光度称为比旋度。测定比旋度（或旋光度）可以区别或检查某些兽药的纯 杂程度，也可用以测定含量。 2 除另有规定外，本规程系用钠光谱的 D 线（589.3nm）测定旋光度，测定 管长度为 1dm（如使用其他管长，应进行换算） ，测定温度为 20℃。使用读数至 0.01°并经过检定的旋光计。 3 旋光度测定一般应在溶液配制后 30 分钟内进行。测定旋光度时，将测定 管用供试溶液或溶液（取固体供试品，按各品种项下的方法制成）冲洗数次，缓 缓注入供试液体或溶液适量（注意不使发生气泡） ，置于旋光计内检测读数，即 得供试液的旋光度。使偏振光向右旋转者（顺时针方向）为右旋，以“+”符号 表示；使偏振光向左旋转者（反时针方向）以“－”符号表示。用同法读取旋光 度 3 次，取 3 次的平均数，照下列公式计算，即得供试品的比旋度。 100 t 对液体供试品： tD 对固体供试品： D ld l c 式中: tD ──比旋度； D──钠光谱的 D 线； t──测定时的温度，单位为度（℃） ； ； l ──测定管长度，单位为分米（dm） α──测得的旋光度； d──液体的相对密度； c──每 100mL 溶液中含有被测物质的重量 （按干燥品或无水物计算） ， 单位为克（g） 。 旋光计的检定，可用标准石英旋光管进行，读数误差应符合规定。 4 注意事项： 4.1 每次测定前应以溶剂作空白校正，测定后，再校正 1 次，以确定在测 定时零点有无变动；如第 2 次校正时发现旋光度差值超过±0.01 时表明零点有 变动，则应重新测定旋光度。 4.2 配制溶液
旋光度测定法
目的：建立旋光度测定法的标准操作程序，规范旋光度测定法的操作。
范围：适用于旋光度测定法。
职责：检验室主任、检验员。
规程：1 简述旋光度测定法是利用平面偏振光，通过含有某些光学活性化合物的液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或右旋转，此种旋转在一定条件下有一定度数，称为旋光度。
使偏振光向右旋转者（顺时针方向）称为右旋物质，常以“十”号表示。
使偏振光向左旋转者（反时针方向），称为左旋物质，常以“一”号表示。
影响物质旋光度的因素很多，除化合物特性外，还有偏振光通过供试品液层的浓度和厚度，通过光线的波长和测定时的温度。
当偏振光通过长ldm、每1ml中含有旋光性物质1g的溶液，使用光线波长通常用为钠光D线（589.3nm）汞的404. 7、546.1nm等谱线，测定温度为20℃时，测得旋光度称为该物质的比施度，以［a］20表示。
比旋度是物质的物理常数。
因此可用以区别或检查某些药品D的光学活性和药品的纯杂程度。
由于旋光度在一定条件下与浓度呈线性关系，故而还可以用来测定含量。
平面偏振光的产生，过去都是使用尼科尔棱镜，这是用一种天然的晶体如方解石等切割后制成，现在大都用塑料膜涂上某些具有光学活性的化学物质，使其产生偏振光。
最早的圆盘旋光仪，就是由钠光灯光源、起偏镜、检偏镜、测试管、半影板调零装置和支架六部分组成。
由于用人的眼睛观察视野光强是否一致，比较费力，而且主观误差也大，因此目前大都被光电机相互结合组成的自动指示旋光仪或数字显示仪所取代。
2 仪器与性能测试2.1 旋光仪又称旋光计，是较早出现的商品分析仪器。
六十年代前我们使用的仪器大都是国外的圆盘旋光仪，规格为0.05°或0.01°。
其后，我国上海等地仪器厂也生产一些圆盘旋光仪，但精密度不高。
七十年代后国外由于自动指示旋光仪的出现，圆盘旋光逐渐被淘汰，同时在我国也相继出现了不同形号的自指示旋光仪。
八十年代数显式自动指示旋光仪和投影式自动指示旋光仪相继出现。
旋光度测定法
旋光法的应用
旋光法多用于比旋度测定，
药典规定的比旋度多有上下限度或最 低限度，可根据计算公式得出供试品 的比旋度，判断样品是否合格。
测定含量时，取2份供试品测定，读数 结果其极差应在0．02°以内，否则应 重做。
试验举例
比旋度： 取本品，精密称定，加甲醇
溶解并制成每1ml中约含10mg的溶液， 依法测定（中国药典2005年版二部附 录VI E），比旋度应为+119°～ +129°。
葡萄糖有变旋光现象
葡萄糖有变旋光现象，试验中加入 氨试液能使变旋光现象很快达到平 衡，因此加了氨试液只要放置10分 钟就能测定，10%以下的葡萄糖注 射液 ，配制好后已经放置一段时 间，本身旋光度已达平衡，故不需 再加氨试液。
旋光性和比旋光度
比旋度
[]= l•C
若被测物质是纯液体，则：
－样品的旋光度
还用于一些制剂的含量测定。
旋光度测定法
2005年版药典系用钠光谱的D线(589.3nm)测 定旋光度，
除另有规定外，测定管长度为1dm（如使用 其他管长，应进行换算），
测定温度为20℃。 测定旋光度时，用读数至0.01°并经过检定
的旋光计。
比旋度的测定
按各品种项下的规定进行操作。除另有规 定外，供试液的测定温度应为20℃士0.5℃， 使用波长589．3nm的钠D线，
注意事项
7、测定管不可置干燥箱中加热干燥，因为 玻璃管与两端的金属螺帽的线膨胀系数不 同，加热易造成损坏，用后可晾干或用乙 醇等有机溶剂处理后晾干。
注意，使用酸碱溶剂或有机溶剂后，必须 立刻洗涤晾干，以免造成金属腐蚀或使螺 帽内的橡胶垫圈老化、变黏。
仪器不用时，样品室内可放置硅胶以保持 干燥。
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旋光度测定法
平面偏振光通过含有某些光学活性化合物的液体或溶液，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转。
旋转的度数，称为旋光度。
在一定波长与温度下，偏振光透过每lml含有lg旋光性物质的溶液且光路为长ldm时，测得的旋光度称为比旋度。
比旋度（或旋光度）可以用于鉴别或检查光学活性药品的纯杂程度，亦可用于测定光学活性药品的含量。
在间上不能重叠，互为镜像关系的立体异构体称为对映体。
手性物质的对映异构体之间，除了使平面偏振光发生偏转的程度相同而方向相反之外，在非手性环境中的理化性质相同。
生物大分子如酶、生物受体等通常为手性物质，总是表现出对一种对映体的立体选择性，因此，对映体可在药理学与毒理学方面有差异来源于自然界的物质，例如氨基酸、蛋白质、生物碱、抗体、糖苷、糖等，大多以对映体的形式存在。
外消旋体一般由等量的对映异构体构成，旋光度净值为零，其物理性质也可能与其对映体不同。
最常用的光源是采用钠灯在可见光区的D线（589.3nm），但也使用较短的波长，如光电偏振计使用滤光片得到汞灯波长约为578nm、546nm、436nm、405nm和365nm处的最大透射率的单色光，其具有更髙的灵敏度，可降低被测化合物的浓度。
还有一些其他光源，如带有适当滤光器的氙灯或卤钨灯。
除另有规定外，本法系采用钠光谱的D线（589.3mn）测定旋光度，测定管长度为ldm（如使用其他管长，应进行换算），测定温度为20℃。
用读数至0.01°并经过检定的旋光计。
旋光度测定一般应在溶液配制后30分钟内进行测定。
测定旋光度时，将
测定管用供试液体或溶液（取固体供试品，按各品种项下的方法制成）冲洗数次，缓缓注人供试液体或溶液适量（注意勿使发生气泡），置于旋光计内检测读数，即得供试液的旋光度。
使偏振光向右旋转者（顺时针方向）为右旋，以“+”符号表示；使偏振光向左旋转者（反时针方向）为左旋，以“一”符号表示。
用同法读取旋光度3次，取3次的平均数，照下列公式计算，即得供试品的比旋度
对液体供试品 []ld t D α
α=
对固体供试品 []lc
100t D αα= 式中
[α]为比旋度；
D 为钠光谱的D 线；
f 为测定时的温度，℃；
l 为测定管长度，dm ；
α为测得的旋光度；
d 为液体的相对密度；
c 为每100ml 溶液中含有被测物质的重量（按干燥品或无水物计算），g 。
旋光计的检定，可用标准石英旋光管进行，读数误差应符合规定。
【注意事项】
（1）每次测定前应以溶剂作空白校正，测定后，再校正1次，以确定在测定时零点有无变动；如第2次校正时发现旋光度差值超过±0.01时表明零点有变动，则应重新测定旋光度。
（2）配制溶液及测定时，均应调节温度至20℃±0.5℃（或各品种项下规定的温度）。
（3）供试的液体或固体物质的溶液应充分溶解，供试液应澄清。
（4）物质的旋光度与测定光源、测定波长、溶剂、浓度和温度等因素有关。
因此，表示物质的旋光度时应注明测定条件。
（5）当已知供试品具有外消旋作用或旋光转化现象，则应相应地采取措施，对样品制备的时间以及将溶液装入旋光管的间隔测定时间进行规定。