پلاریمترP8000 کمپانی Kruss

پلاریمتر(polarimeter) اتوماتیک دستگاهی است برای اندازه گیری زاویه چرخش ایجاد شده توسط نور پولاریزه عبوری که در اصطلاح چرخش نوری را اندازه گیری می نماید . فیزیکدان فرانسوی ژان دومینیک آراگو در کوارتز اکتشافی انجام داد که برای قطب بندی بسیار مهم بود. آراگو یک کریستال کوارتز عمود بر محور کریستال را برش داد و چرخش نور قطبی پلاریزه را روی کریستال کوارتز برش خورده مشاهده کرد.

دانشمند ژان باپتیست بیوت مشاهده کرد که چرخش محور قطبش نیز در برخی مایعات و گازهای مواد آلی وجود دارد. اعتقاد وی بر این بود: فعالیت نوری به نوعی با ساختار ترکیب شیمیایی مرتبط است.

پلاریمتر اتوماتیک - پلاریمتر چشمی
انواع پلاریمتر

در برخی مدلهای پلاریمتر تمام اتوماتیک قابلیت اندازه گیری مقیاس جهانی شکر (ساخاریمتری) وجود دارد . پلاریمترهای ساده تری نیز وجود دارد که به پلاریمتر نیمه اتوماتیک و پلاریمتر چشمی معروف می باشند .
اجزا پلاریمتر

1-منبع نورانی تکرنگ 2-منشور قطبنده نور (پلاریزور) 3-منشور تجزیه‌کننده (آنالیزور نور) 4- لوله آزمون 5- تیغه نیم موج 6-عدسی محدب ردیاب نوری
طرز کار پلاریمتر

برای اندازه گیری چرخش نوری ، یک دیود ساطع کننده نور (LED) پرتویی از نور معمولی را تولید می کند. این نور ابتدا از طریق پلاریزر (فیلتر قطبش) عبور می کند تا جهت مشخصی از صفحه قطبش بدست آید. سپس نور قطبی شده از سلول نمونه عبور می کند. اگر نمونه از نظر نوری فعال باشد ، صفحه قطبش چرخانده می شود. نور با صفحه چرخش قطبش از طریق یک آنالیز کننده عبور می کند که یک فیلتر قطبی دوم است.

پلاریمتر اولین قطبش گر را می چرخاند تا زمانی که گیرنده عکس حداقل انتقال را اندازه گیری کند. اگر نمونه از نظر نوری غیرفعال باشد ، پلاریمتر و آنالایزر اکنون عمود بر دیگری قرار دارند. اگر نمونه از نظر نوری فعال باشد ، پلاریمتر قطبی کننده را می چرخاند تا جایی که صفحه قطبش پشت سلول نمونه دوباره عمود بر صفحه قطبش آنالایزر باشد.

درجه چرخش حاصل اندازه گیری مستقیم چرخش نوری نمونه است. طول موج صحیح برای اندازه گیری دقیقاً توسط یک فیلتر تداخل قرار گرفته در پرتو مقابل گیرنده عکس انتخاب می شود.

پلاریمتر مدولار (MCP) ، اولین قطبش دهنده ثابت می شود. نور قطبی شده علاوه بر این از سیم پیچ های الکترومغناطیسی (تعدیل کننده فارادی) عبور می کند تا وضوح زاویه ای را بیشتر کند. بدین ترتیب یک نوسان با استفاده از اثر فارادی بر روی صفحه دو قطبی قرار می گیرد. تعدیل کننده فارادی در جلوی سلول نمونه قرار دارد. پس از انتقال نور قطبی از سلول نمونه ، آنالیزگر به طور خودکار چرخانده می شود تا زمانی که به حداقل انتقال برسد.

فعالیت نوری

قطبی شدن نور خورشید در جو زمین برای انسان قابل مشاهده نیست. برای بعضی از حشرات مانند ملخ ، زنبورها و مورچه ها قابل درک است. زنبورها و سایر حشرات از آن به عنوان کمک ناوبری استفاده می کنند ، آنها بسته به قطبش نور  جهت پرواز خود را تغییر می دهند.

فعالیت نوری و چرخش نوری
محلول های فعال نوری

مواد فعال نوری جهت قطبش موج نور را تغییر می دهند. از نظر نوری مواد کایرال دارای سیستم مولکولی هستند که نتایج عدم تقارن آنها در دست است.
این مواد کایرال دارای یک جفت شکل آینه ای غیر قابل انعطاف هستند. نمونه هایی از محلول فعال نوری ، قند ، اسید لاکتیک ، کوارتز ، کلسیت و کلرات سدیم است.

مواد فعال نوری محلول فعال نوری

اگر لوله ای بدون ماده فعال نوری بین دو فیلتر قطبش موازی قرار گیرد ، صفحه نوسان حفظ می شود. در انتها نور روی صفحه قابل مشاهده است.
اگر لوله با ماده فعال نوری پر شود ، به عنوان مثال B. یک محلول قند دانه ای تغییر قابل مشاهده می شود.

 عملکرد یک ماده فعال نوری تأثیر زیر را دارد: نور پشت صفحه بسیار کمتر دیده می شود. این اتفاق می افتد زیرا صفحه نوسان نور تغییر کرده است. دلیل: محلول قند ، به عنوان یک ماده فعال نوری ، جهت قطبش را چرخانده است. زاویه چرخش به طول مسیر در محلول و غلظت محلول خود بستگی دارد و همچنین به نوع قند بستگی دارد.
جسم راستگردان و چبگردان

فروکتوز ماده فعال محلول فعال

اگر این لوله با شکر دانه بندی شده (ساکارز) پر شود ، زاویه چرخش برعکس (در جهت عقربه های ساعت) است.

اگر این لوله با فروکتوز خالص پر شود ، زاویه چرخش محکم (خلاف جهت عقربه های ساعت) است.

کاربرد پلاریمتر
اهمیت برای صنعت داروسازی
    بسیاری از عوامل اصلی دارویی به دلیل دستکاری آنها از نظر نوری فعال هستند و به عنوان انانتیومر وجود دارند. انانتیومرها (قابل مقایسه با دست چپ و راست) به طور کلی فقط از نظر خصوصیات فیزیکی مانند تراکم یا ضریب شکست کمی متفاوت هستند. حتی با استفاده از HPLC (روش کروماتوگرافی مایع) به سختی می توان آنها را از این طریق تفکیک کرد. همه این عوامل تفاوت در توانایی آنها برای واکنش با آنزیم ها و خصوصیات حسی مانند بو و طعم یا اثر فیزیولوژیکی دارو را از اهمیت بیشتری برخوردار می کند.
    پلاریمتر جهت و میزان چرخش صفحه قطبش را اندازه می گیرد. بسته به نوع ابزار ، آنالیزگر به صورت دستی یا اتوماتیک می چرخد تا زمانی که حداکثر شدت نور بر روی آشکارساز بیفتد. قطب سنج تمام منبع نور ، قطب ساز ، لوله قطب سنج ، آنالیز و ردیاب است.
    در زمینه های صنعتی و در آزمایشگاه هایی که تعداد آنها زیاد است ، از پلاریمتر های دیجیتال استفاده می شود. آنالایزر و ردیاب در این دستگاه ها به طور خودکار ، الکترونیکی کنترل می شوند. زمان اندازه گیری کوتاه چند ثانیه در هر اندازه گیری و یک رابط رایانه باعث می شود که مجموعه ای از اندازه گیری ها انجام شود.

چه چیزی روی اندازه گیری با پلاریمتر تأثیر می گذارد؟

در پلاریمتری زاویه چرخش اطلاعاتی در مورد ساختار مولکولی ، خلوص و غلظت ماده فعال نوری می دهد و گاهی اوقات اطلاعاتی در مورد حلال استفاده شده دریافت می کنید.
فعالیت نوری نیز تحت تأثیر دما ، طول موج نور و طول مسیر نوری است – هرچه مسیر نور از طریق ماده فعال نوری طولانی تر باشد ، زاویه چرخش بیشتر است.
علاوه بر این ، غلظت ماده و نوع حلال برای اندازه گیری مهم است. این متغیرها برای تعیین صحیح زاویه چرخش بسیار مهم هستند.