旋光仪的原理|结构|用途

　　旋光仪一般是过光电信号的转换进行工作，它是一种测定物质旋光度的仪器。通过对样品旋光度的测量，可以分析确定物质的浓度、含量及纯度等，在医药，食品，有机化工等领域都有应用。

旋光仪的工作原理

　　旋光仪是集机、光、电一体化的复杂计量仪器，主要由主光路测量部分，测量读数显示部分和测量信号电子处理部分组成。

　　旋光仪由钠光灯发出的波长为589.4400nm的钠黄光经小孔光栏、聚光，后成为点光源单色平行光束，进入起偏镜后形成平台偏振光，通过测试管、检偏镜射向光电倍增管。当起偏镜与检偏镜两光轴正交(互相垂直)时，旋光仪处于光学零位，此时调制器无50赫交流信号输出，伺服电机不转动，当测试管中放入具有旋光性物质的介质溶液后，偏振光会旋转一定角度，旋光仪偏离光学零位，偏离的角度即为旋光度。

　　光电倍增管接收到信号后经放大器放大处理后驱动伺服电机带动机械传动机构、使检偏镜及读数装置转动，旋光仪重新达到光学零位并指示出旋光度。由样品的旋光方向决定伺服电机的转动方向而显示出左、右旋光度。对于溶液，其旋光度与浓度有一定的线性关系，测出旋光度则可确定溶液浓度。

　　旋光度大小与下面因素有关：

　　①物质的旋光度与温度有关。有的物质随着温度升高旋光光度增加，如：石英等，有的物质随着温度升高而旋光度减小，如：蔗糖等，因此在测试时，必须准确掌握温度，然后进行修正。

　　②与平面偏振光的波长有关，波长不同旋光度也不一样。

　　③与旋光物质有关，不同的旋光物质有不同的旋光度。

　　④与偏振光在物质中通过的光程长度有关，在物质中光程越长，偏振面转过的角度越大即旋光度越大。因此要比较物质的旋光度，必须规定试样长度。旋光仪常用的试管长度为200mm和100mm两种。

　　比旋光度：在一定波长和一定温度下，旋光性物质溶液的浓度为1g/ml，液柱长度为1dm时的旋光度。

旋光仪的基本组成

　　旋光仪是由光、机、电结合在一起的仪器。

　　旋光仪卤钨灯发出的光依次通过小孔光阑、聚光镜、起偏镜、法拉第调制器形成一束偏振面随法拉第线圈中交变电压(50Hz)而变化的调制偏振光，经过装有待测溶液的试管后，射入检偏器，再经过滤色片滤成589.3nm单色光进入光电倍增管，光电倍增管将接收到的光强信号转变成电信号，并经前置放大器，选频放大器，功率放大器，驱动伺服电机，通过蜗轮蜗杆机械传动带动起偏镜转动一个角度，当信号平衡后电机停止转动。蜗杆同时带动码盘旋转，并经过光电计数，微控制器处理，由旋光仪液晶显示器显示旋光度读数。

旋光仪的用途

　　1、旋光法测定食品中糖类的含量

　　多数糖分子中都含有不对称碳原子，其溶液都具有旋光性，而旋光度又与溶液中糖的浓度成比例关系，因此，在一定条件下旋光仪测定一定浓度糖溶液的旋光性，可以计算溶液中糖的含量。

　　乳糖是哺乳动物特有的一种化合物，是一种双糖。乳糖是人体非常有益的营养成分，能促进人体肠道内有益乳酸菌的生长，YZ肠道内异常发酵造成的中毒现象，乳糖还可以促进机体对钙的吸收。旋光仪测定乳糖已经于1948年收载于AOAC分析方法中并沿用至今，操作简单，能同时处理较多样品。

　　淀粉是一种多糖，是人类食物的重要组成部分，也是供给人体热能的主要来源，广泛存在于植物的根、茎、叶、种子等组织中。用旋光仪测定淀粉含量分为直接法和间接法。直接法的原理是淀粉本身具有旋光性，用氯化钙溶液提取淀粉，测定旋光度，可计算出淀粉含量。

　　2、旋光法测定食品中谷氨酸钠的含量

　　谷氨酸钠是一种谷氨酸的钠盐，能够增强食物的鲜味，属于自然形成的Z丰富的非必须氨基酸之一，由于分子结构中含有一个不对称碳原子，具有光学活性，因此用旋光仪测定其溶液旋光度，再换算出谷氨酸钠的含量。

　　对于一些复合调味品，通常掺有淀粉、蔗糖及各种不溶于水的香料，在用盐酸提取谷氨酸钠过程中，淀粉和蔗糖都会水解成带有左旋光性的糖，而谷氨酸钠在盐酸溶液中显右旋光性，两者发生消旋现象，从而对旋光仪测定结果造成干扰。

　　旋光仪在食品分析中的应用十分广泛，在药物分析和食品添加剂的检测中也有十分重要的地位。旋光仪除了可以测量旋光物质的含量以外，与其他仪器联用还可以用于化学分析、过程实时检测或手性物质的测定。根据旋光仪的工作原理，还可以用来检测两种液体混合后的体积浓度。