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。
旋光度测定的步骤
旋光度测定的步骤
旋光度测定是化学分析中一种有用的物质性质检测方法，可以有效地测定极性有机分子（如碳氢化合物、蛋白质、多糖等）的旋光物质。
通过测量物质的旋光度，即可获得物质的结构和性质的定量评价信息。
旋光度测定的步骤一般如下：
1、处理样品：将需要对比的物质和测定物质分别放入旋光仪-测定机，并以特定容量进行称量，并增加一定量的稀释试剂，待样品溶液完全混和后，方可进行旋光度测定。
2、参比测量：准备两个样品容器，一个放入对比物质，一个放入测定物质，用控制仪控制旋转方向与角速度，并在两个样品容器中分别测定旋光度。
3、旋光度测定：将测定物质的旋光度和对比物质的旋光度进行比较，根据旋光度差异计算出总体旋光度值。
4、旋光参数测定：将测定物质和参比物质分别施加不同旋转方向与角速度的梯度，以获得参数变化趋势，根据计算出的旋光参数值来判断物质的旋光性质。
5、数据分析：将所获得的数据与参考数据进行比较，计算旋光率、旋光度等参数，了解试样的旋光性质。
以上就是旋光度测定的基本步骤，能够测出物质的旋光特性以及结构，用以进行优化及定量评价等，是一种重要的傅立叶变换、光谱分析以及芳香族有机分子认证和鉴别等研究中不可缺少的检测方法。
旋光度的测定
旋光度的测定方法和注意事项中国卖仪器网整理：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向右旋转。
旋转的度数，称为旋光度。
偏振光透过长1dm并1mL中含有旋光性物质1g的溶液，在一定波长与温度下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药品的纯杂程度，亦可用以测定含量。
除另有规定外，本药典系用钠光谱的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℃。
测定旋光度时，用读数至0.01°并经过检定的旋光度测定计。
将测定管用供试液体或溶液（取固体供试品，按各药品项下的方法制成）冲洗数次，缓缓注入供试液体或溶液适量（注意勿使产生气泡），置于旋光计（旋光测定仪）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“－”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。
a对液体供试品[a](t,D)= ---ld100a对固体供试品[a](t,D)= -----Lc式中［α］为比旋度；D 为钠光谱的D线；t 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，g（按干燥品或无水物计算）。
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不显浑浊或含有混悬的小粒。
超净工作台如有上述情形时，应预先滤过，并弃去初滤液。
（4）物质的比旋度与测定光源、测定波长、溶剂、浓度和温度等因素有关。
旋光度测定步骤
旋光度测定步骤旋光度测定是一种用于测量物质的极性的方法，通常用于测量化合物、有机分子和有机溶液中极性分子的数量。
它也可用于分析藻类毒素、抗生素、药物等有机化合物。
旋光度测定也是药物分析中一种重要的技术，所测得的结果可以用来识别药物的结构特征，分析药物的浓度以及判断药物的有效性和安全性。
旋光度测定步骤大致如下：一、采集样品首先确定要测定的样品，根据样品的特性，选用合适的采集工具，如蒸发罩、夹钳等，仔细地收集样品。
尤其是对于细颗粒的样品，要慎重和准确地收集，以免造成数据的偏差。
二、量测浓度上一步准备好样品之后，就可以量测样品的浓度。
具体来说，可以用量瓶、比重瓶或其他精确计量工具，把样品稀释成若干重复测定的浓度。
三、稀释样品根据实验设计，量取一定量的测试物，加入溶剂中稀释，搅拌均匀，得到所需的样品浓度。
四、测定旋光度建立一套旋光度测试装置，具体的步骤为：在装置中放入测试元件，如X-射线分光仪、光谱仪等，将样品添加到分析仪中，连接上操作软件，将旋光度的度数按照试验设计的标准进行测定；测定完毕后，将旋光度数据和物质浓度相互比较，以获得准确的测试结果。
五、分析数据最后一步，就是将所得到的数据进行分析，包括旋光度值、药物结构及浓度、有效性和安全性等，根据数据结果判断其正确性，并形成实验报告，可以供今后的研究学习或报告参考。
以上就是旋光度测定的一般步骤介绍，从样品采集、浓度测量、旋光度测定及数据分析等，可见旋光度测定是一个复杂而繁琐的工作，需要仔细地操作和精确的测量器材，以得到准确可靠的结果。
旋光度测定是一种重要的技术，它可以用来确定样品的极性特性，识别药物的结构特征，分析药物的浓度以及判断药物的有效性和安全性，因此被广泛应用于药物的测试和研究中。
同时由于它的复杂性，在实验中需要精细的操作和仔细的测试，以免造成数据的错误。
正确的操作和准确的测量，视为旋光度测定实验成功的关键。
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。
旋光度测定法
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 αα=对固体供试品 []lc100t 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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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。
仪器的读数精度也有了很大提高，由原来的0.05°提高为0.02°、0.01°和0.005°。
有些国外旋光仪尚可选用不同波长的光，读数可达0.001°。
中国药典2000年规定用读数至0.01°并经过检定的旋光计。
2.2 仪器的性能测试根据中华人民共和国国家计量规程JJG675-90旋光仪的规定，按照仪器测量结果的准确度，仪器分为0.01、0.02和0.03三种准确度等级，仪器检定的项目，除准确度外，还有重复性和稳定性，其它尚有对测试管盖玻片内应力和测试管长度误差等的检查。
旋光仪的检定，中国药典2000年版规定可用标准旋光管进行，读数误差应符合规定。
我国国家技术监督局已有旋光标准石英管供应，即可用+5°和-1°标准石英管，检定方法参照JJG675-90规定，要求在规定温度下，记录仪器的零点值，再放上旋光标准石英管，读取仪器示值，如此反复测定6次，按规定处理测定结果，与示值不能超出±0.01。
此外并要求将测定管旋转不同角度和倒向测定，误差都不得大于0.04°。
中国药典1990年版附录收载有用蔗糖作为基准物作旋光仪的性能检定。
系取经105℃干燥2小时的蔗糖（化学试剂一级），精密称定，加水溶解，并定量稀释至1ml中含0.2g 的溶液，依法测定，结果在20℃时比旋度应为十66.60°。
但用蔗糖的纯度、水分都必须符合要求，称量和稀释也必须非常准确，否则测定结果容易产生误差。
而且蔗糖溶液易生霉，不能长时间放置；因此目前国际上多不采用标准糖液法校验仪器，国际统一糖分析委员会(ICUMSA)推荐用标准石英旋光管校验仪器，我国国家技术督局颁布的旋光仪检定规程，也采用标准石英旋光管校准仪器。
3 样品测定操作法
旋光度测定法主要用于药典某些品种性状项下比旋度的测定，或一些制剂的含量测定。
3.1 比旋度测定按各品种项下规定的方法配制供试品溶液，在规定的温度和放置时间内测定。
中国药典要求：如无特殊规定，旋光度的测定温度，应在（20±0.5）℃。
测定前首先应将室温调至规定温度，然后用配制供试品的空白溶液校正零点或测定停点，以便扣除空白读数。
如调节室温有困难，宜用具有夹层可联通恒温水溶的试样管，盛供试品溶液，恒
后测定。
不得已时，可在恒温水浴中配制供试品溶液，再迅速移入试样管测定。
药典规定常用测定比旋度的溶液多为水溶液，有时也用稀释的盐酸溶液或氢氧化钠试液，或有机溶剂如乙醇、氯仿、二氧六环等溶液，主要是按照供试品在各种溶剂中的溶解情况决定。
药典配制溶液的浓度大都根据药品的比旋度大小，使配成的测定液旋光度一般应在左旋或右旋2～8℃范围，测定值太小，在读取旋光度时容易造成误差，且在称量上也易产生误差，一些溶解度小的可以例外。
用旋光法作含量测定时应当称取2份做平等试验。
装入测定溶液时应避免产生气泡，旋紧测试管两端螺帽时，不应用力过大以免产生应力，造成误差，测定旋光度应重复读取3次，取平均值，按规定公式计算结果。
3.2 用旋光测定供试品的含量，测定时要求按照各该品种含量测定项下规定操作，配制浓度太大或太小，有时会影响测定结果的准确度，其它操作可参考3.1。
4 测定操作注意事项
4.1 温度对旋光度影响不大的供试品，一般可在室温测定。
对温度有严格要求约供试品，必须按规定执行，否则会造成误差。
4.2 未接通电源前应检查仪器样品室内有无异物，钠光灯和其它示数开关是否放在关或规定的位置，仪器放置位置是否合适。
钠光灯启辉后仪器不许搬动，以免损坏钠灯。
具有直流极性开关的仪器应适当选择转换方向。
4.3 钠光灯启辉后至少20分钟后发光才能稳定，测定或读数时应在钠光稳定后读取，测定时钠光灯尽量使用直流电路供电。
有的仪器规定不测定时间间隔较长时，可置于交流供电，以延长钠灯寿命。
4.4 测定零点或停点时，必须按动复测按纽数次，使检偏镜分别向左或向右偏离光学零位，减少仪器的机械误差。
同时通过观察左右复测数次的停点，检查仪器的重复性和稳定性，必要时也可用旋光标准石英管校正仪器的准确度。
4.5 测定管若有气泡，应先使气泡浮于凸颈处或除去。
透光面两端的玻璃应用软布擦干，测定管两端的螺帽应旋至适中位置，过紧容易产生应力，过松容易漏液。
测定管旋转时应注意标记的位置和方向。
读取零点或停点应重复3次。
4.6 往测试管加入供试品溶液时，应反复用供试品溶液冲洗测试管数次，以免供试液浓度改变。
4.7 浑浊或含有小颗粒的溶液不能测定，应先将溶液离心或滤过，弃去初滤液后取滤液测定。
在测定液长有强吸收的溶液也不能测定。
4.8 有些化合物见光后旋光度变化很大，应绝对避光操作，有些化合物对放置时间要求很严格，必须完全按照规定的时间测定读数。
4.9 仪器的各个光学镜片应保持干燥清洁，防止灰尘和油污的污染，钠灯有一定的使用寿命，连续使用一般不超过4小时，亦不准瞬间内反复开关。
4.10 测定结束后测试管必须洗净晾干，以备下次再用，不准许将盛有供试品的测试管长时间放置在仪器的样品室内。
仪器不使用时样品室可放硅胶吸潮。
5 计算与结果判断
5.1 供试品的比旋度(a)按下列公式计算:
液体样品 (a)t
D = ld a
固体样品 (a)t
D =
lc
a 100
式中 D为钠光谱的D线
t为温度
l为测试管长度dm
a为测得的旋光度
d为液体的相对密度
c为100ml溶液中含有被测物质的重量，g(近干燥品或无水物计算)。
5.2 结果的判断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，可根据上述计算公式得出供试品比旋度，判断样品是否合格。
测定含量时，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。