第五节　旋光度测定

一、原理

当平面偏振光通过含有某些光学活性物质（如具有不对称碳原子的化合物）的液体或溶液时，能引起旋光现象，使偏振光的振动平面向左或向右旋转。偏振光旋转的度数称为旋光度。旋光度有右旋、左旋之分，偏振光向右旋转（顺时针方向）称为“右旋”，用符号“+”表示；偏振光向左旋转（逆时针方向）称为“左旋”，用符号“-”表示。

偏振光透过长1dm，且每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。比旋度是旋光物质的重要物理常数，可以用来区别药物或检查药物的纯杂程度，也可用来测定含量。

物质的旋光度不仅与其化学结构有关，而且还和测定时溶液的浓度、光路长度以及测定时的温度和偏振光的波长有关。

二、方法

1.旋光仪构造

旋光仪的基本部件有单色光源、起偏镜、盛液管、检偏镜、检测器五个部分，如图2-5所示。

在起偏镜与检偏镜之间未放入旋光物质，如起偏镜与检偏镜允许通过的偏振光方向相同，则在检偏镜后面观察的视野是明亮的；如在起偏镜与检偏镜之间放入旋光物质，则由于物质旋光作用，使原来由起偏镜出来的偏振光方向旋转了一个角度α，结果在检偏镜后面观察时，视野就变得暗一些。若把检偏镜旋转某个角度，使恢复原来的亮度，这时检偏镜旋转的角度及方向即是被测供试品的旋光度。

2.测定方法

当一单色光（钠光谱的D线即589.3nm）通过起偏镜产生直线偏振光向前进行，通过装有含有某些光学活性（即旋光性）的化合物液体的测定管时，偏振光的平面（偏振面）就会向左或向右旋转一定的角度，即该旋光性物质的旋光度。其值可以从自动示数盘上直接读出。

式中　——比旋度；

D——钠光谱的D线；

t——测定时的温度；

L——测定管长度，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，g（按干燥品或无水物计算）。

3.影响旋光度测定的因素

（1）物质的化学结构　物质的化学结构不同，旋光性也不同，有的旋转角度大，有的旋转角度小；有的呈左旋（“-”表示），有的呈右旋（“+”表示）；有些物质无手性碳原子，无旋光性。

（2）溶液浓度　溶液的浓度越大，其旋光度也越大。在一定浓度范围内，药物溶液的浓度和旋光度呈线性关系。测比旋度时，要求在一定浓度的溶液中进行。

（3）溶剂　溶剂对旋光度的影响比较复杂，随溶剂与药物不同而有所不同：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。

（4）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。除另有规定外，2015年版《中国药典》采用1dm长的测定管。

（5）光的波长　波长越短，旋光度越大。2015年版《中国药典》采用钠光谱的D线（589.3nm）测定旋光度。

4.注意事项

①配制溶液及测定时，均应调节温度至（20±0.5）℃（或各药品项下规定的温度）。

②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。如有上述情况时，应预先滤过，并弃去初滤液。

③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。

④测定供试品与空白校正，应按相同的位置和方向放置测定管于仪器样品室，并注意测定管内不应有气泡，否则影响测定的准确度。

⑤测定管使用后，尤其在盛放有机溶剂后，必须立即洗净，以免橡皮圈受损发黏。测定管每次洗涤后，切不可置烘箱中干燥，以免发生变形，橡皮圈发黏。

⑥测定管两端的通光面，使用时须特别小心，避免碰撞和触摸，只能以擦镜纸揩拭，以防磨损。应保护其光亮、清洁，否则影响测定结果。

⑦测定管螺帽不宜旋得过紧，以免产生应力，影响读数。

⑧钠灯使用时间一般勿连续使用超过4h，并且不宜经常开关。当关熄钠灯后，如果要继续使用，应等钠灯冷后再开。

⑨仪器应放置于干燥通风处，防止潮气侵蚀，镇流器应注意散热。搬动仪器应小心轻放，避免震动。

⑩光源积灰或损坏，可打开机壳擦净或更换。

三、应用

旋光度测定法的应用主要包括以下几个方面。

1.药物鉴别

具有旋光性的药物，在“性状”项下，一般都收载有“比旋度”的检验任务。测定比旋度值可用来鉴别药物或判断药物的纯杂程度。《中国药典》（2015年版）要求测定比旋度的药物很多，如肾上腺素、硫酸奎宁、葡萄糖、头孢噻吩钠等。

2.杂质检查

某些药物本身无旋光性，而所含杂质具有旋光性，所以可通过控制供试液的旋光性大小来控制杂质的限量。如硫酸阿托品中莨菪碱的检查，硫酸阿托品为外消旋体，无旋光性，而所含杂质莨菪碱具有左旋性，2015年版《中国药典》规定5％的硫酸阿托品溶液的旋光度不得超过-0.40°。

3.含量测定

具有旋光性的药物，特别是在无其他更好的方法测定其含量时，可采用旋光度法测定。具体方法有两种。

（1）精密称取一定量供试品，配成一定浓度的溶液，装入测定管中，测定其旋光度，然后计算其含量。

（2）标准曲线法

①先测出一系列标准溶液的旋光度，以旋光度作为纵坐标，以标准溶液的浓度为横坐标，绘制旋光度-浓度（α-c）曲线。

②在同样条件下测出供试液的旋光度，即可在标准曲线上查出供试液的浓度。

2015年版《中国药典》采用旋光度法测定含量的药物有葡萄糖注射液、葡萄糖氯化钠注射液、右旋糖酐氯化钠注射液、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，静置10min，照2015年版《中国药典》（通则0621）测定该注射液的旋光度为+4.9°，空白试验为0。求此葡萄糖注射液中葡萄糖（C6H12O6·H2O）的含量。

2015年版《中国药典》规定：无水葡萄糖25℃时的比旋度为+52.5°～+53.0°。

按公式计算：

计算所得是无水葡萄糖的含量，如按C6H12O6·H2O计算，则：

由以上可得：　　c=α×2.0852

2.0852为每一旋光度相当于待测溶液每100ml中C6H12O6·H2O的克数。