旋光仪操作规程201012

旋光仪作业指导书

（蒋芸苏州大学分析测试中心）

一．概述

1. 旋光仪基本原理:

假如有机分子是具有手性的，即分子和它的镜像互相不能重叠，当平面偏振光通过它时，偏振面便发生旋转，即所谓该物质具有“旋光性”。偏振面所旋转的角度称之为旋光度，可用旋转检偏镜进行测定。

如果某种物质对于左旋偏振光和右旋偏振光的折射率nl≠nr，则左旋光和右旋光的旋转速度会有所不同，它们的和与原来没有样品时相比旋转了一个角度(见图)，这种现象称为"旋光"。面对入射光，使入射光的偏振方向顺时针旋转的物质叫"右旋物质"，使入射光的偏振方向逆时针旋转的物质叫"左旋物质"，习惯上用"+"号表示右旋物质，用"-"号表示左旋物质。通常用钠光D线(≈589.3nm)，来测量。

对于光学各向异性物质，它对左旋园偏振光和右旋园偏振光的折射率nl和nr是不同的，二者之差Δｎ= nl- nr 称为圆双折射。由于n=c/v （c: 为真空中的光速， v: 为光在介质中的速度），因此某种物质存在圆双折射，入射的平面偏振光之左旋分量和右旋分量将以不同的传播速度通过介质，通过该物质后，两者之间存在一定的相位差，若该介质对左旋分量和右旋分量的吸收相同，出射的两束圆偏振光分量将重新合成平面偏振光(而不是圆偏振光或椭圆偏振光），其偏振面与入射平面偏振光之偏振面间的夹角为α（见图1）。

图1. 园双折射和旋光现象

使自然光依次经过起偏器和检偏器，以起偏器和检偏器的通光方向正交时作为零位，检偏器偏离正交位置的角度α与入射检偏器的光强I之间的关系按马吕斯定律为I=KφS2α。即：当α为零度时，光强I =0；当α为90度时，光强I 最强；旋光仪采用光学零位原理。旋光现象就是一种圆双折射，旋光性的本质就

是旋光物质具有两个不同的折射率。

平面偏振光通过样品后其偏振面旋转的角度αobs。α与光穿透的样品厚度l、溶液样品中旋光性物质的浓度c成正比 (在一定的浓度范围内)，且与该光波长λ、样品温度T有

比例系数[α]λT称为比旋或旋光率 [α]λT=αobs /(l×c)

定义比旋光度[α]D为：[α]D =（α实/ C L）× 100

式中，α实是实际观察到的旋光度。C为100ml溶剂中溶质的g数，L是试样槽的厚度(以dm计)。

2. 基本结构：

图2. 鲁道夫Autopol IV仪器图和构造图

光源：产生单一波长的单色光。最早使用的光源是钠灯（D线，589nm），鲁道夫在1970年以前也使用钠、汞灯，后来采用卤素灯光源结合窄带宽的多层滤

光片，得到精确的单色光。具有寿命长；成本低；不需要预热，使用方便；覆盖常用波长（320-2500nm）等优点。本台仪器常用的激发波长是589nm （钠灯D 线）

鲁道夫旋光仪采用方解石偏振器，精确、稳定、不受温、湿度影响。

光/电信号转换，为了让信号放大，决定仪器的测量范围、精确度和稳定度Autopol IV的测量精度：0.001度，测量范围：±89.99°。测量准确度： 0.002°（<1°），0.2% （1~5 °），0.01 °（≥5 °）。

温度对旋光度也有着一定的影响：αtλ=αλ·+ Z(t-20)，所以中国药典规定旋光度必须在特定的温度范围内测定，为20±0.5℃。一般采取两种方法：控温和温度补偿。本仪器采用温度补偿办法。

3. 适用范围:旋光仪是测定物质旋光度的仪器。通过对样品旋光度的测定，可以分析确定物质的浓度、含量及纯度等。

4. 仪器检测依据:

5. 仪器的技术指标：

仪器名称：旋光仪

型号： Autopol Ⅳ

公司：美国 RUDOLPH

技术参数: 测量范围：±89°Arc ，0-99%浓度

测量精度：0.001°Arc，0.001%浓度

测量准确度：0.002°Arc （1°以下）

常用波长： 589nm

6. 环境要求:

室内温度：20℃～ 25℃

相对湿度：20%--50%

避免振动

避免强电磁场

7. 样品要求:澄清溶液。

二仪器操作

1.样品管，垫圈，玻片用无水乙醇超声清洗，吹干。用待测溶液润洗两次以上。

样品管组装好放入待测溶液，如果是无机溶液，一定要超声赶气泡，有机溶液，也要检查是否有气泡，有的话，超声赶气泡。样品管外部擦干净待测。

2.打开稳压电源，打开旋光仪电源，按ZERO归零，读数稳定后应该在±0.001

范围内跳动。

图3. 仪器校准面板

3.选定测试波长（常规选择为589nm），放入标样进行校正，按set up,密码为

123，按more,密码519，依次按display, cal，save，再退出校正界面。读数应该是标准读数±0.002。

4.放入纯溶剂的空白样，读数归零后，放入待测样品管，记录下的读数为旋光

度α。最后的比旋光度的公式为溶液的比旋光度。

5.任何时候放入样品之前都要等读数归零后再放进样品管，禁止仪器在旋转过

程中打开样品仓盖。

6.更换样品时，必须每次都清洗样品管，用无水乙醇超声清洗，吹干，再装入

下个样品，按以上步骤进行测试。

7.实验全部结束后，取出样品管，关主机，关稳压电源。清洗样品管，垫圈，

玻片。测试结束请保持桌面地面整洁。

8.对于在测试过程中样品或溶剂腐蚀样品管内橡胶密封圈的任何样品，一律禁

止测试。

9.若遇突然断电，应先按如下顺序关电源：取出样品管→关主机→关稳压电源。

三突发情况的处理：

在测试过程中发生停电时，若遇突然断电时，应先按如下顺序关电源：取出样品管→关主机→关稳压电源。保留样品，待电正常后，重新测试。仪器发生故障时，立即停止测试，找维修人员进行检查，故障排除后，恢复测试。

四仪器的维护和保养

1.日常维护：保持干燥整洁的工作环境。

2.期间检查

为了保证仪器随时处于良好状态，在两次仪器检定之间至少对仪器进行一次期间检查。期间检查的主要参数包括：

（1）仪器能量值

（2）标准品读数的重复性检验

参考文献：

1.美国鲁道夫公司旋光仪Autopol Ⅳ用户手册

2.《仪器分析》高等教育出版社 1990.05 第一版

3. 旋光仪操作规程