第五節　旋光度測定

一、原理

當平面偏振光通過含有某些光學活性物質（如具有不對稱碳原子的化合物）的液體或溶液時，能引起旋光現象，使偏振光的振動平面向左或向右旋轉。偏振光旋轉的度數稱為旋光度。旋光度有右旋、左旋之分，偏振光向右旋轉（順時針方向）稱為“右旋”，用符號“+”表示；偏振光向左旋轉（逆時針方向）稱為“左旋”，用符號“-”表示。

偏振光透過長1dm，且每1ml中含有旋光性物質1g的溶液，在一定波長與溫度下，測得的旋光度稱為比旋度。比旋度是旋光物質的重要物理常數，可以用來區別藥物或檢查藥物的純雜程度，也可用來測定含量。

物質的旋光度不僅與其化學結構有關，而且還和測定時溶液的濃度、光路長度以及測定時的溫度和偏振光的波長有關。

二、方法

1.旋光儀構造

旋光儀的基本部件有單色光源、起偏鏡、盛液管、檢偏鏡、檢測器五個部分，如圖2-5所示。

在起偏鏡與檢偏鏡之間未放入旋光物質，如起偏鏡與檢偏鏡允許通過的偏振光方向相同，則在檢偏鏡后面觀察的視野是明亮的；如在起偏鏡與檢偏鏡之間放入旋光物質，則由于物質旋光作用，使原來由起偏鏡出來的偏振光方向旋轉了一個角度α，結果在檢偏鏡后面觀察時，視野就變得暗一些。若把檢偏鏡旋轉某個角度，使恢復原來的亮度，這時檢偏鏡旋轉的角度及方向即是被測供試品的旋光度。

2.測定方法

當一單色光（鈉光譜的D線即589.3nm）通過起偏鏡產生直線偏振光向前進行，通過裝有含有某些光學活性（即旋光性）的化合物液體的測定管時，偏振光的平面（偏振面）就會向左或向右旋轉一定的角度，即該旋光性物質的旋光度。其值可以從自動示數盤上直接讀出。

式中　——比旋度；

D——鈉光譜的D線；

t——測定時的溫度；

L——測定管長度，dm；

α——測得的旋光度；

d——液體的相對密度；

c——每100ml溶液中含有被測物質的重量，g（按干燥品或無水物計算）。

3.影響旋光度測定的因素

（1）物質的化學結構　物質的化學結構不同，旋光性也不同，有的旋轉角度大，有的旋轉角度小；有的呈左旋（“-”表示），有的呈右旋（“+”表示）；有些物質無手性碳原子，無旋光性。

（2）溶液濃度　溶液的濃度越大，其旋光度也越大。在一定濃度范圍內，藥物溶液的濃度和旋光度呈線性關系。測比旋度時，要求在一定濃度的溶液中進行。

（3）溶劑　溶劑對旋光度的影響比較復雜，隨溶劑與藥物不同而有所不同：有些溶劑對藥物無影響，有的溶劑影響旋光的方向及旋光度的大小。

測定藥物的旋光度和比旋度時，應注明溶劑的名稱。

（4）光線通過液層的厚度　光線通過液層的厚度越厚，旋光度越大。除另有規定外，2015年版《中國藥典》采用1dm長的測定管。

（5）光的波長　波長越短，旋光度越大。2015年版《中國藥典》采用鈉光譜的D線（589.3nm）測定旋光度。

4.注意事項

①配制溶液及測定時，均應調節溫度至（20±0.5）℃（或各藥品項下規定的溫度）。

②供試的液體或固體物質的溶液應不顯渾濁或含有混懸的小粒。如有上述情況時，應預先濾過，并棄去初濾液。

③每次測定前應以溶劑作空白校正，測定后，再校正1次，以確定在測定時零點有無變動，如第2次校正時發現零點有變動，則應重新測定旋光度。

④測定供試品與空白校正，應按相同的位置和方向放置測定管于儀器樣品室，并注意測定管內不應有氣泡，否則影響測定的準確度。

⑤測定管使用后，尤其在盛放有機溶劑后，必須立即洗凈，以免橡皮圈受損發黏。測定管每次洗滌后，切不可置烘箱中干燥，以免發生變形，橡皮圈發黏。

⑥測定管兩端的通光面，使用時須特別小心，避免碰撞和觸摸，只能以擦鏡紙揩拭，以防磨損。應保護其光亮、清潔，否則影響測定結果。

⑦測定管螺帽不宜旋得過緊，以免產生應力，影響讀數。

⑧鈉燈使用時間一般勿連續使用超過4h，并且不宜經常開關。當關熄鈉燈后，如果要繼續使用，應等鈉燈冷后再開。

⑨儀器應放置于干燥通風處，防止潮氣侵蝕，鎮流器應注意散熱。搬動儀器應小心輕放，避免震動。

⑩光源積灰或損壞，可打開機殼擦凈或更換。

三、應用

旋光度測定法的應用主要包括以下幾個方面。

1.藥物鑒別

具有旋光性的藥物，在“性狀”項下，一般都收載有“比旋度”的檢驗任務。測定比旋度值可用來鑒別藥物或判斷藥物的純雜程度。《中國藥典》（2015年版）要求測定比旋度的藥物很多，如腎上腺素、硫酸奎寧、葡萄糖、頭孢噻吩鈉等。

2.雜質檢查

某些藥物本身無旋光性，而所含雜質具有旋光性，所以可通過控制供試液的旋光性大小來控制雜質的限量。如硫酸阿托品中莨菪堿的檢查，硫酸阿托品為外消旋體，無旋光性，而所含雜質莨菪堿具有左旋性，2015年版《中國藥典》規定5％的硫酸阿托品溶液的旋光度不得超過-0.40°。

3.含量測定

具有旋光性的藥物，特別是在無其他更好的方法測定其含量時，可采用旋光度法測定。具體方法有兩種。

（1）精密稱取一定量供試品，配成一定濃度的溶液，裝入測定管中，測定其旋光度，然后計算其含量。

（2）標準曲線法

①先測出一系列標準溶液的旋光度，以旋光度作為縱坐標，以標準溶液的濃度為橫坐標，繪制旋光度-濃度（α-c）曲線。

②在同樣條件下測出供試液的旋光度，即可在標準曲線上查出供試液的濃度。

2015年版《中國藥典》采用旋光度法測定含量的藥物有葡萄糖注射液、葡萄糖氯化鈉注射液、右旋糖酐氯化鈉注射液、右旋糖酐葡萄糖注射液等。

【例2-3】　葡萄糖注射液的含量測定

精密量取本品適量（約相當于葡萄糖10g），置100ml量瓶中，加氨試液0.2ml（促使葡萄糖溶液的變旋現象達到平衡），用水稀釋到刻度，搖勻，靜置10min，照2015年版《中國藥典》（通則0621）測定該注射液的旋光度為+4.9°，空白試驗為0。求此葡萄糖注射液中葡萄糖（C6H12O6·H2O）的含量。

2015年版《中國藥典》規定：無水葡萄糖25℃時的比旋度為+52.5°～+53.0°。

按公式計算：

計算所得是無水葡萄糖的含量，如按C6H12O6·H2O計算，則：

由以上可得：　　c=α×2.0852

2.0852為每一旋光度相當于待測溶液每100ml中C6H12O6·H2O的克數。