Polarimetre Nedir

Polarimetre

Asimetrik karbon atomuna sahip maddeler aynı zamanda optikçe aktiftir. Optikçe aktiflik, bir cismin polarize ışığı kendi düzleminden saptırma kabiliyetidir. Eğer bir karbonhidratta asimetrik karbon atomu varsa, polarize ışık düzlemini sağa ya da sola çevirir. Sağa çevirirse (+), tersine çevirirse (-) şeklinde gösterilir. D-Glukoz polarize ışığı sola çevirirse D(-)Glukoz şeklinde, sağa çevirirse D(+)Glukoz şeklinde gösterilir. Bir şekerin (+) ve (-) formundan eşit oranda alıp karıştırırsak, ışık ne sağa ne de sola çevrilir. Böyle karışımlara rasemik karışım denir.
Polarimetre, optik aktif maddelerin polarize ışığı saptırma özelliklerine dayanarak bu maddelerin bir çözeltideki miktarlarını tayin etmeye yarar. Bu aletle aynı zamanda spesifik çevirme açısı ölçülerek saf optik aktif maddelerin tanınması da mümkündür.

Değişik Polarimetreler (Visual, Dijital ve Dijital El Polarimetresi)

Polarize ışık bir düzlem üzerinde dalgalanan ışıktır. Adi ışık bazı maddelerden geçirilirse tek bir düzlem içinde çıkar. Bu düzleme “polarize düzlem”, ışığa “polarize ışık” denir. Adi ışığı polarize ışık haline çevirmek için genel olarak “kalsit” yani “kristal kalsiyum karbonat” kullanılır. İki kalsit kama şeklinde birbirine kanada balması ile yapıştırılarak Nicoll prizması elde edilir. Böyle bir Nicoll prizmasından adi ışık geçirilirse birbirine dikey iki düzlemde ışığı polarize eder.

Polarimetrenin Çalışma Prensibi

Ankara Üniversitesi Veteriner Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalında bulunan Polarimetre

Işık kaynağından çıkan monokromatik ışık yani belirli bir dalga uzunluğuna sahip ışık olmalıdır. Bu amaçla çoğunlukla D sodyum ışığı kullanılır. Monokromatik ışık süzgeçten geçtikten sonra toplayıcı merceğe gelir. Bu mercekten çıkan ışınlar birbirine paraleldir. Buradan sabit 1. Nicoll prizmasına gelirler. Burada ikiye ayrılan ışınlardan prizmanın yapıştırılmış yüzeyinde yansıyanlar prizmayı örten yüzey tarafından absorbe edilir. Prizmadan sonra, görülen alanın yarısını kaplayan kuartz levha üzerine düşen polarize ışığı küçük bir açıyla çevirerek polarimetre tüpüne gönderir. Polarimetre tüpünde optik aktif madde bulunan çözelti varsa buradan çıkan polarize ışıklar 2. Nicoll prizmasından geçerken kuartz levhadan geçen ışınlar yapıştırılmış yüzeyde yansıtılır. Bu durumda dürbünden bakarken bir yanı aydınlık, bir yanı karanlık gözükür. 2. Nicoll prizması çevirilerek ışınların eşit miktarda geçmesi sağlanır. Bu sırada her iki yarım dairenin renkleri eşik olur. Bu çevirmenin derecesi optik aktif maddenin polarize ışığı çevirdiği dereceye eşittir.

Polarimetrenin Ayarı

Polarimetre tüpüne distile su konur. Hava kabarcığı kalmamasına dikkat edilmelidir, kalmışsa aşağı yukarı uygun hareketlerle çıkarılır. Tüp yerine konur. Dürbünden bakılır ve dürbünün yan kısmındaki vida ile dürbünden görünen iki yarım dairenin renkleri eşit olacak şekilde ayarlanır. Bu sırada dürbünün üst kısmındaki göstergede ibre sıfır noktasını göstermelidir. Distile su ile sıfır ayarı yapıldıktan sonra polarimetre tüpüne numune konur ve dürbünden görünen iki yarım dairenin renkleri eşitlenir. Göstergeye bakılarak okunur. Polarimetrelerde genel prensip aynılır. Tüp uzunlukları ve gösterge kısımlarındaki farklılıklarla birbirlerinden ayrılırlar. Tüp uzunluğu 189.4 mm veya bunun yarısı olan 94.7 mm uzunluğunda olanlara “sakkarimetre” de denir. Anabilim Dalımızdaki polarimetre tüpünün uzunluğu 94.7 mm’dir. Göstergenin üst kısmında alfa çevirme açısı, alt kısmında ise % g olarak glikoz miktarı okunur. (Sağ tarafta) sol tarafta ise albumin miktarını gösterir.

Spesifik Çevirme Açısı

100 ml’sinde 100 g optik aktif madde ihtiva eden bir solüsyonun 100 mm boyundaki bir polarimetre tüpünde, 20 C oda ısısında ve D sodyum ışığında okunan açı spesifik çevirme açısı olarak bilinir. Bu sayı saf maddeler için sabittir. Glukoz için + 52.8’dir. Çevirme açısı molükülün yapısına, sıcaklığa, ı şığın dalga boyuna, ışık yolu üzerindeki molekül sayısına (konsantrasyona) ve bazı durumlarda çözücüye bağlıdır.

[α]D20 = a x 100 / L x C

α : spesifik çevirme derecesi
a : okunan çevirme açısı
L : tüp uzunluğu (dm)
C : konsantrasyon (g/100 ml)
20: çözelti sıcaklığı
D : ışık kaynağının sodyum olduğunu (sodyum lambası) gösterir

Polarimetre ile (İdrarda) Şeker Miktarının Ölçülmesi

Bu metod, yapılarında asimetrik karbon atomu bulunan maddelerin (optik aktif maddeler) polarize ışığı sağa veya sola çevirme özelliklerine dayanır. Glukoz’da asimetrik karbon atomu vardır ve polarize ışığı 52.8 derece sağa çevirir. Gkulozun bu özelliğinden yararlanılarak idrardaki miktarı ölçülebilir. Doğrudan doğruya şeker miktarını ölçen aletlere sakkarimetre denir. Sakkarimetre basit ve kullanılışı kolaydır. Bu aletle glukoz miktarıkısa sürede kolayca ölçülebilir, polarimetre tüpüne konurken tüpte hava kabancığı kalmamasına dikkat edilir. Hava kabarcığı kalmışsa tüpe uygun hareketler yaptırılarak çıkarılır. Tüp kuru bir gazlı bezle kurulanır ve aletteki yerine konur. Aletin lambası yakılarak iki yarım dairenin ışık şiddetleri aletin dürbününden bakılarak kontrol edilir. Aletin vidasını çevirmek suretiyle her iki yarım dairenin ışık şiddetleri eşit yapılır. Bu durumda iken okunan rakam sakkarimetrede % g optik aktif maddeyi, polarimetrede okunan rakam ise çevirme derecesini gösterir. Hartnack model sakkarimetrede alttaki taksimatta sıfırın % g glukoz miktarını, sıfırın solu % g protein miktarını, üstteki taksimatta sıfırın sağı sağa çevirme derecesini, sıfırın solu sola çevirme derecesini gösterir. 2. Nicoll prizması çevirilerek ışınların eşit miktarda geçmesi sağlanır. Bu sırada her iki yarım dairenin renkleri eşit olur. Bu çevirmenin derecesi optik aktif maddenin polarize ışğı çevirdiği dereceye eşittir.