振動圓二色光譜儀光源發(fā)出的線性偏振光是基礎(chǔ)。隨后,借助特定的光學(xué)元件(如四分之一波片)將其分解為左旋和右旋圓偏振光。這兩種圓偏振光的偏振方向沿圓周運動,但旋轉(zhuǎn)方向相反。當(dāng)這兩束圓偏振光通過具有手性的樣品時,由于手性分子的特殊結(jié)構(gòu),它們對左旋和右旋圓偏振光的吸收存在差異。這種吸收差異正是圓二色信號的來源。儀器通過檢測這種吸收差來獲取關(guān)于樣品的信息。儀器中的探測器會捕捉經(jīng)過樣品后的光強變化,并將其轉(zhuǎn)化為電信號。這些電信號再經(jīng)過一系列的處理和分析,生成圓二色譜圖。通過解讀該圖譜,可以推斷出樣品中分子的二級結(jié)構(gòu)、折疊過程以及相互作用等詳細信息。
振動圓二色光譜儀(VCD)是研究手性物質(zhì)分子構(gòu)型及光學(xué)活性的重要工具。以下是其測定步驟:
1.儀器校準(zhǔn):使用標(biāo)準(zhǔn)溶液對儀器進行校準(zhǔn),以確定左旋和右旋圓偏振光的吸收波長和強度。這是為了確保后續(xù)測量的準(zhǔn)確性。
2.樣品制備:將待測樣品溶解或制備成溶液形式,以便進行圓二色光譜分析。選擇合適的溶劑至關(guān)重要,需保證溶劑不會干擾VCD測試,或者其影響可通過后續(xù)數(shù)據(jù)處理消除。對于固體樣品,可采用壓片、固體膜或噴涂薄膜等形式;若為溶液小分子樣品,常用比色池光程為100μm,典型溶劑包括CCl2、CDCl2、DMSO-D2等。
3.樣品測定:把制備好的樣品溶液注入樣品室,啟動光源后,檢測器開始檢測樣品對不同偏振光的吸收差異。在特定溫度下,通過改變光的偏振狀態(tài)來獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。例如,對于固體測試,應(yīng)使用旋轉(zhuǎn)樣品支架以消除因雙折射等造成的VCD假信號。
4.數(shù)據(jù)采集:記錄檢測器輸出的電信號,從而得到樣品的圓二色譜圖。該圖譜反映了樣品在不同波長下的光學(xué)活性特征。
5.數(shù)據(jù)處理與分析:先消除背景噪聲和其他干擾因素,再利用專門軟件對譜線進行去卷積處理,獲得各振動模式的強度和頻率。最后將結(jié)果與理論模型比較,推斷出樣品的結(jié)構(gòu)及動態(tài)信息。如判定未知構(gòu)型的樣品時,將其測得的VCD測試譜與預(yù)設(shè)絕對構(gòu)型經(jīng)量化計算得到的VCD計算譜對比,若兩者對應(yīng),則可確定未知構(gòu)型為預(yù)設(shè)構(gòu)型。