對葡萄糖溶液旋光度實驗的改進

李百芳 孫寶良

(沈陽藥科大學基礎學院 遼寧 沈陽 110016)

1 前言

人們日常生活中有很多食物其主要成分為糖類物質，它對維持人類的生命活動起著至關重要的作用．葡萄糖溶液的測定實驗是醫(yī)藥院校的基本實驗之一，學生在上實驗課時，直接把實驗教師事先準備好的葡萄糖溶液和果糖溶液用旋光計測定其旋光度，然后用幾種方法算出被測葡萄糖和果糖溶液的濃度，一種方法是用比較法，另一種方法是從手冊上查出被測溶液的比旋光度算出其濃度即完成了本次實驗．旋光計使用實驗我校開設了多年，其實驗簡單，內容也比較單一，我們認為這種傳統(tǒng)的實驗只是讓學生學會了測定旋光性物質的方法．至于其他的如變旋光現(xiàn)象的觀察和如何判斷其左、右旋體以及氨試劑對其影響就更不了解了．所以我們改進了這個實驗，充實了實驗的內容，得到了很好的實驗效果．

2 實驗原理

線偏振光通過某些物質的溶液(特別是含有不對稱碳原子物質的溶液)后，線偏振光的振動面將旋轉一定的角度，這種現(xiàn)象稱為旋光現(xiàn)象，旋轉的角度稱為旋光度[1]．能使偏振光的振動面向右旋轉(順時針方向)稱為右旋，以“+”表示；向左旋轉(逆時針方向)稱為左旋，以“-”表示．旋光度的大小與偏振光通過溶液的長度和溶液中旋光性物質的濃度有關，而且也與測定時的溫度及入射光波長有關．其表達式為

φ=αcl

或

3 實驗方法

3.1 儀器與藥品

WXG-4型旋光儀,葡萄糖(分析純),果糖(分析純),氨水.

3.2 儀器的校正

開啟電源開關，預熱儀器5 min后轉動手輪與目鏡觀察旋光計視場明暗變化的規(guī)律．檢查零點(暗均勻視場)位置，記下刻度盤上相應的讀數(shù)．同樣方法讀取三次取平均值即為零點校正值．

3.3 葡萄糖溶液的測定

表1 不同濃度葡萄糖溶液的旋光度零點校正值：φ=0.00°

通過這一步驟學生可以學會測定旋光度的方法和觀察到濃度、液層厚度即樣品管的長度與旋光度的正比關系．

3.4 葡萄糖變旋光現(xiàn)象

(1)葡萄糖在不同溫度不同時間變旋光實驗

表2 不同溫度和時間葡萄糖

實驗表明，以濃度為0.10 g/ml葡萄糖溶液為例，在30 ℃時需要90 min，50 ℃時需要40 min，而當溫度提高到70 ℃時只需20 min或更短的時間旋光度值就基本不發(fā)生變化，即葡萄糖溶液達到平衡狀態(tài)．不同濃度的葡萄糖溶液都不同程度的具有變旋光現(xiàn)象，溫度越高，新配制的葡萄糖溶液的旋光度改變得就越快，濃度越高，變旋光現(xiàn)象就越明顯[3]．

(2)葡萄糖溶液中加入氨水

在新配制的葡萄糖溶液中加入幾滴氨水，可使這種轉化迅速達到平衡，加入氨水的實驗組在20 min后旋光度已經(jīng)不再發(fā)生變化，并且穩(wěn)定在標準數(shù)據(jù)上下，而未加入氨水的實驗組在配制葡萄糖溶液后的2 h內旋光度一直發(fā)生變化，并逐漸接近標準數(shù)據(jù)，因此氨水對于新配制的葡萄糖溶液的旋光度的穩(wěn)定有著重要作用．

3.5 藥物的鑒別和左右旋的判斷

用旋光儀測定事先配制好的已知濃度的兩種待測溶液，記下旋光度的讀數(shù)，根據(jù)旋光度的公式計算比旋光度來判斷兩種溶液為何種藥物.把配制好的葡萄糖溶液和果糖溶液放入旋光儀中測定，記下刻度盤讀數(shù)，再將刻度盤轉回零點位置，然后邊觀察邊旋轉刻度盤(任意選定順時針或逆時針方向)至終點位置，以旋轉過程中不出現(xiàn)強亮均勻視場的轉動方向確定為藥品旋光方向，順時針為右旋，逆時針方向為左旋，即葡萄糖為右旋，果糖為左旋．

4 討論

對葡萄糖溶液旋光度實驗方法的改進，使得該實驗內容豐富飽滿，提高了實驗效果，達到了實驗的預期目的．通過旋光度測定實驗，除了可以清楚地了解到旋光度與比旋光度之間的關系，還可以了解觀察到葡萄糖溶液的變旋光現(xiàn)象，氨試劑起到的催化作用以及藥物的鑒別和左、右旋的判斷．此實驗的改進幫助學生將抽象的理論知識變得形象易懂，為學生將來利用旋光儀進行醫(yī)藥、食品分析等奠定了一定基礎．

參考文獻

1 趙喆.物理學實驗.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2006.167

2 屈永年，高海濤,等.旋光度測定實驗方法的改進.數(shù)理醫(yī)藥學雜志，2004,17(3)：283～284

3 孫寶良.李百芳,等.用測定比旋光度的物理學方法分析D-葡萄糖的變旋光現(xiàn)象.中國醫(yī)學物理學雜志，2007,24(1)：46～47