Polarimetry Fundamentals – Definition – Biots Law
La polarimetría es una técnica sensible y no destructiva para medir la actividad óptica que exhiben los compuestos inorgánicos y orgánicos. Se considera que un compuesto es ópticamente activo si la luz linealmente polarizada gira al pasar por él. El grado de rotación óptica viene determinado por la estructura molecular y la concentración de moléculas quirales en la sustancia. Cada sustancia ópticamente activa tiene su propia rotación específica como se define en la ley de Biots:
Biots Law
[α] = rotación específica, T = temperatura,
λ = longitud de onda, α = rotación óptica,
c = concentración en g/100ml, l = longitud del camino óptico en dm.
Biots Law is named after Jean-Baptiste Biot y Félix Savart, who discovered this relationship in 1820. Historically, polarimetry was performed using an instrument where the extent of optical rotation is estimated by visual matching of the intensity of split fields. For this reason, the D-line of the sodium lamp at the visible wavelength of 589nm was most often employed. Specific rotation determined at the D-line is expressed by the symbol:
Specific Rotation Symbol
o
y gran parte de los datos disponibles se expresan en esta forma. Se ha comprobado que el uso de longitudes de onda más bajas, como las disponibles en las líneas de lámparas de mercurio aisladas mediante filtros de máxima transmitancia a aproximadamente 578, 546, 436, 405 y 365 nm en un polarímetro fotoeléctrico, proporciona ventajas en cuanto a la sensibilidad con la consiguiente reducción de la concentración del compuesto de ensayo. En general, la rotación óptica observada a 436 nm es aproximadamente el doble y a 365 nm aproximadamente el triple que a 589 nm. La reducción de la concentración del soluto necesaria para la medición puede lograrse a veces mediante la conversión de la sustancia objeto de ensayo en una que tenga una rotación óptica significativamente mayor. La rotación óptica también se ve afectada por el disolvente utilizado para la medición, y esto siempre se especifica.
Actualmente es práctica común utilizar otras fuentes de luz, como el xenón o el halógeno de tungsteno, con los filtros apropiados, porque pueden ofrecer ventajas de costo, larga vida útil y amplio rango de emisión de longitud de onda con respecto a las fuentes de luz tradicionales
— USP<781> Descargar PDF
El polarímetro debe ser capaz de dar lecturas con una precisión de 0,01°. La escala se comprueba normalmente por medio de placas de cuarzo certificadas. La linealidad de la escala puede comprobarse mediante soluciones de sacarosa.
— EP 2.2.7 Descargar PDF
Polarimetric Method
El método polarimétrico es un medio sencillo y preciso para la determinación e investigación de la estructura en macro, semi-micro y micro análisis de muestras costosas y no duplicables. La polarimetría se emplea en el control de calidad, el control de procesos y la investigación en las industrias farmacéutica, química, de aceites esenciales, de sabores y alimentaria. Está tan bien establecida que la Farmacopea de los Estados Unidos y el Administración de Alimentos y Medicamentos incluyen especificaciones polarimétricas para numerosas sustancias.
Polarimetría - Aplicaciones industriales
Research Applications
Las aplicaciones de la investigación en polarimetría se encuentran en la industria, en los institutos de investigación y en las universidades como medio de:
- Aislando e identificando incógnitas cristalizadas de varios disolventes o separadas por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC).
- Evaluar y caracterizar los compuestos ópticamente activos midiendo su rotación específica y comparando este valor con los valores teóricos encontrados en la literatura.
- Investigar las reacciones cinéticas midiendo la rotación óptica en función del tiempo.
- Vigilancia de los cambios de concentración de un componente ópticamente activo en una mezcla de reacción, como en la división enzimática.
- Analizando la estructura molecular mediante el trazado de curvas de dispersión rotatoria óptica en un amplio rango de longitudes de onda.
- Distinguiendo entre los isómeros ópticos.
En cada una de estas aplicaciones, el polarímetro AUTOPOL ofrece hasta seis selecciones de longitudes de onda discretas para observar el efecto de la longitud de onda sobre una sustancia ópticamente activa.
Uso de la polarimetría en aplicaciones de control de calidad y de procesos
Las aplicaciones de control de calidad y procesos, tanto en el laboratorio como en línea en la fábrica, se encuentran en todas las industrias farmacéuticas, de aceites esenciales, de sabores, alimenticias y químicas. A continuación se enumeran algunos ejemplos.
Industria Farmacéutica
Polarimetry determines product purity by measuring specific rotation and optical rotation of:
- Amino Acids.
- Antibiotics.
- Dextrose.
- Steroids.
- Amino Sugars.
- Cocaine.
- Diuretics.
- Tranquilizers.
- Analgesics.
- Codeine.
- Serums.
- Vitamins.
Polarimetría para la industria de los sabores, fragancias y aceites esenciales
Utiliza la polarimetría para la inspección de las materias primas entrantes:
- Camphors.
- Gums.
- Orange oil.
- Citric acid.
- Lavender oil.
- Spearmint oil.
- Glygeric acid.
- Lemon oil.
Polarimetry for Food Industry Applications
Polarimetry – Ensures product quality by measuring the concentration and purity of the following compounds in sugar based foods, cereals and syrups:
- Carbohydrates.
- Lactose.
- Raffinose.
- Various starches.
- Fructose.
- Levulose.
- Sucrose.
- Natural monosaccharides.
- Glucose.
- Maltrose.
- Xylose.
Using Polarimetry in the Chemical Industry
Polarimetry – Analyzes optical rotation as a means of identifying and characterizing:
- Biopolymers.
- Natural polymers.
- Synthetic polymers.
