[發明專利]一種手性物質光學活性測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202010564460.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111896486B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 夏可宇;阮亞平;陸延青
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

1.一種手性物質光學活性測量裝置，其特征在于：包括窄線寬光源、第一分束器、第一可調波片、第二可調波片、第一反射鏡、第二反射鏡、液晶盒、第二分束器、第一光電探測器、第二光電探測器和計算模塊，其中，所述第一分束器將窄線寬光源發出的線偏振光分為兩束光束，第一可調波片、待測手性物質、第二可調波片和第一反射鏡依次位于第一分束器分出來的第一束光束的光路上，所述第一反射鏡將接收到的第一束光束反射至第二分束器，所述第二反射鏡將第一分束器分出來的第二束光束透過液晶盒后反射至第二分束器，所述第二分束器將接收的兩束光合束并進行干涉，所述第一光電探測器和第二光電探測器探測接收第二分束器輸出的干涉光，所述計算模塊根據第一光電探測器和第二光電探測器探測到的光干涉相位和強度，計算出待測手性物質的旋光度和圓二色譜。

2.根據權利要求1所述的手性物質光學活性測量裝置，其特征在于：所述液晶盒內側設有并列的第一玻璃片和第二玻璃片，第一玻璃片和第二玻璃片上都鍍有氧化銦錫導電層和聚酰亞胺取向層，液晶盒內灌有向列相液晶分子。

3.根據權利要求1所述的手性物質光學活性測量裝置，其特征在于：所述第一可調波片和所述第二可調波片具體為可調1/4波片。

4.一種基于權利要求1所述裝置的測量方法，其特征在于包括：

(1)將待測手性物質放置于第一可調波片和第二可調波片之間；

(2)調節第一可調波片，先使第一可調波片快軸與窄線寬光源發出的線偏振光方向一致，再逆時針將第一可調波片旋轉45度，使得線偏振光經過第一可調波片后變成左旋圓偏振光；將第二可調波片調節為與第一可調波片的快軸正交放置，使得左旋圓偏振光經過第二可調波片后還原；

(3)對液晶盒的交流電壓信號進行連續電壓強度調制，從而連續改變測量裝置兩臂的相位差達到4π以上；

(4)第一光電探測器和第二光電探測器探測接收經第二分束器干涉后的光信號，并作為第一干涉光信號進行存儲；

(5)將第一可調波片順時針旋轉90度，使得線偏振光經過第一可調波片后變成右旋圓偏振光；將第二可調波片再次調節為與第一可調波片的快軸正交放置，使得右旋圓偏振光經過第二可調波片后還原；

(6)第一光電探測器和第二光電探測器探測接收經第二分束器干涉后的光信號，并作為第二干涉光信號進行存儲；

(7)計算模塊將第一干涉光信號和第二干涉光信號的干涉強度分布進行正弦曲線擬合，得到兩條擬合干涉曲線；根據兩條擬合干涉曲線的相位差計算得到待測手性物質的旋光度；根據兩個擬合曲線的峰-峰值計算待測手性物質的圓二色譜。

5.根據權利要求4所述的測量方法，其特征在于：所述根據兩個擬合干涉曲線的相位差計算得到待測手性物質的旋光度，具體包括：

若待測手性物質為晶體，則采用下式計算旋光度：

若待測手性物質為溶液，則采用下式計算旋光度：

式中，α為旋光度，為兩條擬合干涉曲線的相位差，L為待測手性物質的長度，c為待測手性物質摩爾濃度。

6.根據權利要求4所述的測量方法，其特征在于：所述根據兩個擬合曲線的峰-峰值計算待測手性物質的圓二色譜，具體包括：

若待測手性物質為晶體，則采用下式計算圓二色譜：

若待測手性物質為溶液，則采用下式計算圓二色譜：

式中，Δε為圓二色譜，ΔI_L、ΔI_R分別為根據第一干涉光信號、第二干涉光信號擬合得到的干涉擬合曲線的峰-峰值，L為待測手性物質的長度，c為待測手性物質摩爾濃度。