OLIS偏振工具箱(Polarization Toolbox)是用于DSM 172、DSM 245、CPL Solo及NIR CPL Solo光谱仪的样品室组件。
该样品室的独特之处在于可让用户自主调节偏振硬件的位置——包含一至两个偏振片和一个调制器,这些组件可灵活布置在样品前或样品后。通过这种设计,单个样品室即可同时满足圆二色性(CD)和圆偏振发光(CPL)¹两种测量模式的配置需求。
在两种测量模式下,系统均采用”直接减除算法”进行数据采集和处理。DSM软件支持使用单一探测器及固定位置的偏振片,从而免除了发光测量中的G因子校正(注:该技术同样免除了圆二色性测量的电子校准需求,相关细节另有技术文档专门说明)。
偏振态的高速切换功能(50 kHz)还可支持停流光谱等动力学研究。
偏振工具箱(Polarization Toolbox)需外接光源,可选择主机分光光度计(含光源和扫描单色仪)或LED光源。具体配置如下:
• 支持圆二色谱(CD)和圆偏振发光(CPL)测试的DSM 172/245型号:采用氙弧灯和双单色仪组成的分光光度计系统
• CPL Solo型号:采用特定波长LED光源。经优化选型的LED光源在光强和稳定性方面均优于氙弧灯结合双单色仪的光源系统
偏振片位置一:在偏振工具箱的入射光入口处设有一个偏振片安装位。
• 圆二色性(CD)测试:需使用圆偏振光进行测量,因此入射光需通过该位置的偏振片进行偏振化。在此配置下,测量光为偏振光。
• 圆偏振发光(CPL)测试:用于检测样品的圆偏振发射光。仅在需要研究偏振激发效应时,才对激发光进行偏振处理。通常情况下不建议偏振化激发光,原因包括:
偏振片会吸收部分激发光,导致检测灵敏度降低
样品发射光特性可能不受激发光偏振状态影响
用户可根据实验需求自主选择激发光的偏振/非偏振状态。
偏振片位置二:偏振工具箱出射端口处设有一个偏振片安装位(位于样品室出口与发射光检测硬件之间)。
• 圆二色性(CD)测试:样品后光路不配置偏振片。检测光路呈180°直接进入(吸光度)检测器,该位置无需使用偏振片。
• 圆偏振发光(CPL)测试:必须在样品后配置线性偏振片,用于分析样品的偏振发射信号。CPL信号=左旋圆偏振发射光强度(L)-右旋圆偏振发射光强度(R)。如文献²所述:”CPL通过测量左右旋圆偏振光的发射强度差,为手性分子体系的激发态特性提供关键信息”。该位置必须始终安装偏振片。
检测硬件说明:检测系统独立于偏振工具箱外置:
CD检测:采用高速高灵敏度光电倍增管(PMT),将标记的abs(L)/abs(R)原始光子信号传输至16位A/D转换卡,由OLIS软件处理
CPL检测:采用高通量单色仪与门控光子计数探测器,精准捕获flu(L)/flu(R)信号并由OLIS软件处理。由于检测光偏振态始终为水平方向,单色仪内偏振效应(包括Wood异常)不会影响光强,故无需进行G因子校正
技术优势:
本模块无机械运动部件,实验过程中无需旋转偏振片。
技术注解:
¹ CPL技术主要应用于:
过渡金属配位络合物(仅当与手性配体结合时产生信号)
三价镧系络合物
手性内酯
生物大分子(通过Tb³⁺、丹磺酰基、吖啶或色氨酸等探针检测,其中色氨酸对蛋白质三级结构变化敏感。未折叠蛋白质无CPL信号)
² 文献索引:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.5b01452