2.1.2.50. Круговой дихроизм (201020050-2022)

При прохождении плоскополяризованного света через оптически активное вещество вблизи его полос поглощения происходит аномальное изменение угла вращения плоскости поляризованного света, что приводит к круговому дихроизму.

Круговым дихроизмом называют разность поглощений, присущую оптически активным веществам в пределах полосы поглощения для света с левой и правой круговой поляризацией.

Из линейно поляризованного световой луч становится при выходе из раствора оптически активного вещества эллиптически поляризованным, причем эллиптичность проходит через максимум в области полосы поглощения (эффект Коттона).

Поглощение кругового дихроизма определяется прямым измерением поглощения света с левой и правой круговой поляризацией:

,

где: A_L - поглощение света с левой круговой поляризацией;

A_R - поглощение света с правой круговой поляризацией.

Круговой дихроизм рассчитывают по формуле:

,

где: - молярный круговой дихроизм или молярный дифференциальный дихроичный коэффициент поглощения, л · моль^-1 · см^-1;

- молярный коэффициент поглощения (2.1.2.24) для света с левой круговой поляризацией;

- молярный коэффициент поглощения для света с правой круговой поляризацией;

c - молярная концентрация вещества в испытуемом растворе, моль · л^-1;

l - длина оптического пути, см.

Для характеристики кругового дихроизма могут быть также использованы следующие величины:

Коэффициент диссимметрии:

,

где: - молярный коэффициент поглощения (2.1.2.24).

Молярная эллиптичность:

Молярной эллиптичностью называют величину угла в градусах для 1 M раствора оптически активного вещества при длине оптического пути 1 м. Молярная эллиптичность может быть рассчитана по показаниям приборов (дихрографов), непосредственно измеряющих величину эллиптичности в градусах, по формуле:

,

где: - молярная эллиптичность, градус · см² · дмоль^-1;

- значение эллиптичности, показываемое прибором;

M - молярная масса испытуемого вещества;

c - массовая концентрация вещества в испытуемом растворе, г · мл^-1;

l - длина оптического пути, см.

Молярная эллиптичность также связана с молярным круговым дихроизмом следующим уравнением:

.

Молярная эллиптичность часто используется при анализе белков и нуклеиновых кислот. В этом случае молярную концентрацию раствора рассчитывают с учетом средней относительной молекулярной массы элементарного звена белка или нуклеиновой кислоты, найденной по формуле:

,

где: M_r - относительная молекулярная масса белка или нуклеиновой кислоты;

N - число элементарных звеньев белка или нуклеиновой кислоты.

Средняя относительная молекулярная масса элементарного звена составляет для белков от 100 до 120 (в среднем 115), для нуклеиновых кислот (в виде натриевой соли) - около 330.

Прибор. Источником света (S) является ксеноновая лампа (рисунок 2.1.2.50.-1); свет проходит через двойной монохроматор (M), снабженный кварцевыми призмами (P1, P2).

Рисунок 2.1.2.50.-1. - Оптическая схема дихрографа

Линейный луч из первого монохроматора расщепляется на 2 компонента, поляризуемые под правым углом вторым монохроматором. Дополнительный луч устраняется выходной щелью монохроматора.

Поляризованный и монохроматический свет проходит через двоякопреломляющий модулятор (Cr); в результате образуется переменный свет с круговой поляризацией.

Затем луч проходит через исследуемый образец (C) и попадает на фотоумножитель (P.M.), за которым следует усилитель, производящий 2 электрических сигнала: один - постоянного тока V_c, а другой - переменного тока с частотой модуляции V_ac, характерной для исследуемого образца. Фаза является показателем кругового дихроизма. Отношение V_ac/V_c пропорционально дифференциальной оптической плотности , которая создается сигналом. Дихрограф обычно позволяет проводить измерения в диапазоне длин волн от 170 нм до 800 нм.