Polarymetria jest kluczem do zrozumienia cząsteczek chiralnych pod względem aktywności optycznej. Cząsteczki chiralne charakteryzują się właściwościami obracania płaszczyzny światła spolaryzowanego- dlatego nazywane są aktywnymi optycznie. Efekt wywołany przez tę właściwość nazywany jest rotacją optyczną.
Polarymetria to niezwykle czuła technika pomiaru aktywności optycznej, którą wykazują związki nieorganiczne oraz organiczne. Stężenie i właściwości fizyczne roztworów wpływają na płaszczyznę światła spolaryzowanego i jest to wykrywane jako kąt rotacji optycznej za pomocą polarymetru (https://danlab.pl/nasze-produkty/badania-wlasciwosci/polarymetry/). Dzięki temu pomiarowymi z łatwością można zdefiniować różne parametry, takie jak obrót optyczny, stężenie, zawartość cukru.
Polarymetr mierzy kąt obrotu, przepuszczając spolaryzowane światło przez optycznie czynną (chiralną) substancję. Do pomiaru rotacji optycznej dioda elektroluminescencyjna (LED) wytwarza wiązkę zwykłego światła. To światło najpierw przechodzi przez polaryzator (filtr polaryzacyjny) w celu uzyskania określonej orientacji płaszczyzny polaryzacji. Światło spolaryzowane przechodzi następnie przez komórkę próbki. Jeśli próbka jest optycznie aktywna, płaszczyzna polaryzacji zostaje obrócona. Światło z obróconą płaszczyzną polaryzacji przechodzi przez analizator, który jest drugim filtrem polaryzacyjnym.
Polarymetr obraca pierwszy polaryzator, aż odbiornik zmierzy minimum transmisji. Jeśli próbka jest optycznie nieaktywna, polaryzator i analizator są teraz ustawione prostopadle do drugiego. Jeśli próbka jest aktywna optycznie, polarymetr obraca polaryzator, aż płaszczyzna polaryzacji za komórką próbki znów będzie prostopadła do płaszczyzny polaryzacji analizatora. Uzyskany stopień obrotu jest bezpośrednią miarą obrotu optycznego próbki. Prawidłowa długość fali dla pomiaru jest dokładnie wybierana przez filtr interferencyjny umieszczony w wiązce przed odbiornikiem.
Z obrotu optycznego (obrotu właściwego) można uzyskać stałą materiałową substancji. Jest to obrót optyczny dla danego stężenia, długości komórki próbki, temperatury i długości fali. Z kolei, jeśli znasz specyficzny obrót substancji, stężenie można określić na podstawie pomiaru obrotu optycznego.
Na aktywność optyczną ma również wpływ temperatura, długość fali światła i długość ścieżki optycznej - im dłuższa droga światła przez optycznie czynną substancję, tym większy kąt obrotu. Ponadto, do pomiaru istotne jest także stężenie substancji i rodzaj rozpuszczalnika. Te zmienne są bardzo ważne dla prawidłowego określenia kąta obrotu. Kąt obrotu pozwala ustalić tożsamość i jakość substancji, a także ich stężenie w mieszaninach. Może również wskazywać postęp reakcji i konwersji. Polarymetry są stosowane w szerokim zakresie zastosowań - od oznaczania czystości i stężenia składników odżywczych w farmaceutykach po badanie dojrzałości produktów rolnych po pomiar zawartości cukru w napojach i cukierkach.
