Kính đo độ quay ánh sáng là gì? Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và lĩnh vực ứng dụng của kính đo độ quay ánh sáng trong một bài viết

Trong các phòng thí nghiệm của ngành dược phẩm, thực phẩm, đường và hóa chất, máy đo quang học là một thiết bị phân tích quang học khá phổ biến.

Thiết bị này không cần các phản ứng hóa học phức tạp, nhưng vẫn có thể đo được độ quay quang của mẫu thông qua phương pháp quang học, kết hợp với các thông số liên quan để tính toán các chỉ số như độ quay riêng, nồng độ,... từ đó cung cấp dữ liệu tham khảo cho việc kiểm soát chất lượng sản phẩm, kiểm tra nguyên liệu và nghiên cứu khoa học.

Vậy máy đo quang học là gì? Nó hoạt động như thế nào? Và được ứng dụng ở những lĩnh vực nào? Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu nhé.

1. Máy đo quang học là gì?

Máy đo quang học là một loại thiết bị phân tích quang học dùng để đo các đặc tính quay quang của vật chất, chủ yếu dùng để xác định góc quay mà các chất có tính quay quang tạo ra trên ánh sáng phân cực.

Trong đời sống, những chất như đường mía, glucose, fructose, một số dược phẩm và hợp chất hữu cơ cũng có tính quay quang.

Khi ánh sáng phân cực phẳng đi qua các chất này, hướng phân cực của ánh sáng sẽ quay một góc nhất định, góc này gọi là độ quay quang.

Thông qua việc đo độ quay quang, kết hợp với nồng độ mẫu, chiều dài quang trình và các phương pháp chuẩn liên quan, có thể phân tích thêm các tính chất của chất đó.

2. Nguyên lý hoạt động của máy đo quang học là gì?

Nguyên lý đo chủ yếu dựa trên hiện tượng quay quang học của chất.

Nói đơn giản, có thể chia thành các bước sau:

(1) Tạo ánh sáng phân cực

Thiết bị dùng nguồn sáng và hệ quang phân cực để tạo ra ánh sáng phân cực phẳng với hướng dao động xác định.

(2) Ánh sáng đi qua mẫu

Đưa dung dịch cần đo vào ống quang, ánh sáng phân cực đi qua mẫu có tính quay quang sẽ làm hướng phân cực bị quay.

(3) Phát hiện góc quay

Thiết bị dùng hệ thống quang học để nhận biết sự thay đổi hướng phân cực, tính toán độ quay quang.

(4) Xuất kết quả đo

Theo phương pháp đo đã chọn, máy hiển thị độ quay quang, hoặc các kết quả như độ quay riêng, nồng độ,...

Độ quay quang phụ thuộc vào loại chất, nồng độ mẫu, chiều dài quang trình, nhiệt độ và bước sóng đo. Do đó, khi kiểm tra thực tế, cần tuân theo tiêu chuẩn để kiểm soát điều kiện đo.

3. Máy đo quang học có thể đo những chỉ số nào?

Máy đo quang học không những đo được độ quay quang, mà còn có thể cung cấp các chế độ đo khác nhau tùy nhu cầu.

- Độ quay quang

Cho biết góc quay của ánh sáng phân cực sau khi đi qua mẫu, đơn vị °, là chỉ số đo cơ bản của máy.

- Độ quay riêng

Là thông số tính dựa trên độ quay quang, chiều dài quang trình và nồng độ, trong các điều kiện như nhiệt độ và bước sóng đã quy định, thường dùng để nhận biết chất có tính quay quang và kiểm soát chất lượng.

- Nồng độ

Đối với chất có độ quay riêng đã biết, trong các điều kiện đo phù hợp, có thể tính nồng độ dung dịch từ độ quay quang.

- Độ ngọt quốc tế

Dùng để phân tích quang học đường, là thang đo chuyên dụng trong ngành sản xuất đường, có giá trị thực tiễn trong phân tích nguyên liệu và kiểm tra chất lượng. Cần lưu ý là độ ngọt quốc tế không giống với độ Brix phổ biến.

4. Máy quang kế chính dùng trong những ngành nào?

Máy quang kế có phạm vi ứng dụng khá rộng, có thể phát huy vai trò trong kiểm tra phòng thí nghiệm của nhiều ngành.

(1) Ngành dược phẩm: Kiểm soát chất lượng thuốc

Một số loại thuốc và nguyên liệu của chúng có tính chất quang học xoay. Bằng cách đo độ quay riêng, có thể cung cấp tham chiếu cho việc nhận diện nguyên liệu, kiểm tra chất lượng và phân tích độ đồng nhất theo lô.

Đối với các thuốc mà dược điển quy định yêu cầu đo độ quay riêng, cần kiểm soát các điều kiện như nhiệt độ đo, bước sóng và nồng độ theo phương pháp tương ứng.

(2) Ngành thực phẩm và chế biến đường: Phân tích chất đường

Các chất như sucrose, glucose, fructose có những đặc tính quang học khác nhau.

Máy quang kế có thể dùng để đo độ quay của dung dịch đường, phân tích sản phẩm đường và kiểm tra chất lượng một số nguyên liệu thực phẩm, cung cấp dữ liệu hỗ trợ cho quá trình sản xuất.

(3) Ngành hóa chất tinh khiết: Kiểm tra chất có tính quang

Trong việc kiểm tra hương liệu, hóa chất tinh khiết và một số hợp chất hữu cơ, độ quay và độ quay riêng có thể làm chỉ số tham chiếu cho việc mô tả chất và kiểm soát chất lượng.

(4) Các trường đại học và viện nghiên cứu: Dạy thí nghiệm và nghiên cứu phân tích

Máy quang kế có thể dùng để trình diễn hiện tượng quay ánh sáng, nghiên cứu tính chất vật chất và thí nghiệm phân tích liên quan, giúp các nhà nghiên cứu hiểu đặc tính quang học của chất.

Ngành Dược phẩm/Ngành Hóa chất tinh/Ngành Thực phẩm

Mỹ phẩm & Hóa chất hàng ngày/Khoa học vật liệu/Trường đại học và viện nghiên cứu

5. Khi đo bằng máy quang kế cần chú ý những gì?

Để có kết quả kiểm tra ổn định và tin cậy, ngoài hiệu năng của thiết bị, cần chú ý một số điểm sau:

Nhiệt độ đo: Một số chất có độ quay thay đổi theo nhiệt độ, khi đo cần kiểm soát nhiệt độ mẫu theo yêu cầu của tiêu chuẩn.

Chiều dài ống quang: Chiều dài đường truyền ánh sáng ảnh hưởng đến độ quay. Đối với mẫu phù hợp, ống quang dài hơn có thể tăng góc quay đo được, nhưng cũng cần cân nhắc khả năng truyền sáng của mẫu.

Tình trạng mẫu: Bọt khí, các hạt lơ lửng và tạp chất khác trong dung dịch có thể ảnh hưởng đến đo quang học, cần xử lý mẫu theo phương pháp đo.

Bước sóng đo: Độ quay đo được có thể khác nhau tùy bước sóng, cần dùng bước sóng làm việc phù hợp với phương pháp đo.

6. Máy quang kế tự động tốc độ cao DS-P900T của CHNSpec Tech

Để đáp ứng nhu cầu phân tích quang học trong phòng thí nghiệm, Công nghệ CHNSpec đã ra mắt máy quay cực quang tự động tốc độ cao DS-P500, DS-P700T, DS-P900T, phù hợp cho các lĩnh vực như dược phẩm, thực phẩm, sản xuất đường, hóa chất và kiểm tra khoa học.

Các sản phẩm trong series sử dụng phổ sáng natri D 589nm, có độ chính xác cấp 0.01, cung cấp các chế độ đo như độ quang, độ quay riêng, nồng độ, độ ngọt quốc tế và đo theo nhu cầu người dùng.

Thiết bị được trang bị màn hình cảm ứng IPS 10.1 inch, hỗ trợ xem dữ liệu đo lường và quản lý phương pháp. DS-P700T và DS-P900T còn hỗ trợ kiểm soát nhiệt độ từ 10-60°C với độ chính xác ±0.1°C, thích hợp cho các phòng thí nghiệm có yêu cầu về nhiệt độ khi kiểm tra.

Tùy theo nhu cầu ứng dụng khác nhau, người dùng có thể chọn mẫu phù hợp dựa trên khả năng truyền sáng của mẫu, yêu cầu kiểm soát nhiệt độ, nhu cầu quản lý dữ liệu và tiêu chuẩn kiểm tra.