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VCD -Zirkulardichroismus

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Enantiomere verhalten sich wie Spiegel und Spiegelbild

Instrumentierung

Das PMA 50 wurde speziell für die Polarisationsmodulation in der IR-Spektroskopie entwickelt. Es ermöglicht sowohl zirkuläre dichroitische (z.B. wie in der VCD-Spektroskopie) als auch lineare dichroitische Beobachtungen (z.B. wie in einem PM-IRRRAS Versuch). Die Polarisationsmodulation wird durch einen integrierten photoelastischen Modulator erreicht. Das PMA 50-Modul kann über Brukers INVENIO und VERTEX FTIR-Spektrometer gesteuert werden. Alle optischen und elektronischen Komponenten sind speziell für die Polarisationsmodulation optimiert. In Kombination mit einem Bruker FTIR-Spektrometer bietet das PMA 50 eine unvergleichliche Empfindlichkeit und Flexibilität. Das FTIR-Spektrometer ermöglicht noch alle anderen Anwendungen.

 

 

Methode

Die Abkürzung „VCD" steht für „Vibrational Circular Dichroism", Zirkulardichroismus. Im Gegensatz zur klassischen IR-Spektroskopie, bei der Absorptionsspektren durch Schwingungsanregung mit unpolarisierter IR-Strahlung aufgezeichnet werden, wird bei der VCD-Spektroskopie der Unterschied in der Absorption von rechter und linker zirkular polarisierter IR-Strahlung ΔA = AL-AR von optisch aktiven Verbindungen nachgewiesen. Alle Chiralmoleküle sind optisch aktiv. Chiralmoleküle existieren in zwei verschiedenen spiegelbildlichen Konfigurationen, die durch Rotation nicht kongruent werden können. Zwei solche Konfigurationen heißen Enantiomere. Sie verhalten sich wie die rechte und linke Hand des Menschen.

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Die Wechselwirkung von Chiralmolekülen und Licht zeigt für beide Enantiomere eine unterschiedliche Absorption, abhängig von der zirkulären Polarisation des Lichts. Die Absorption von rechts zirkular polarisiertem Licht AR und links zirkular polarisiertem Licht AL für optisch aktive Verbindungen ist von unterschiedlicher Intensität. Die Differenz ΔA = AL-AR ist bei allen Chiralmolekülen ungleich Null. Diesen Effekt nennt man Zirkulardichroismus.

Im Gegensatz dazu ist der Unterschied ΔA = AL-AR für alle nicht-chiralen Verbindungen, z.B. racemische Mischungen oder isotrope Moleküle, null, d.h. die optische Aktivität wird angehoben bzw. es ist keine optische Aktivität vorhanden.

Im Allgemeinen werden VCD-Signale in der Übertragung aufgezeichnet und die Intensitäten liegen typischerweise zwischen 10-4 und 10-5 Absorptionseinheiten. Unter diesem Gesichtspunkt ist es überzeugend, dass höchste Leistung in Bezug auf das FTIR-Spektrometer erforderlich ist, um die notwendige Empfindlichkeit zu erreichen. Zu diesem Zweck bietet Bruker die PMA 50 an. In Kombination mit Brukers INVENIO und VERTEX FTIR-Spektrometern entsteht ein unübertroffen leistungsfähiges und flexibles System.

Software

Die Steuerung der Messungen erfolgt über die Spektroskopiesoftware OPUS, die auch für das FT-IR-Spektrometer verwendet wird. Die Berechnung und Normalisierung der VCD-Spektren erfolgt automatisch. OPUS bietet ein umfangreiches Paket für die Datenmanipulation. Beispielsweise werden quantitative oder qualitative Analysen sowie eine Bibliotheksrecherche oder auch der Aufbau einer eigenen Bibliothek sehr einfach umgesetzt.

 

 

Probenvorbereitung

In der VCD-Spektroskopie werden Proben in Transmission als Flüssigkeit (rein, Feststoffe in Lösung) oder als Feststoff (Suspension, Pellet) beobachtet. Bruker Optics bietet mehrere Flüssigzellen und eine Vielzahl von Fenstermaterialien und Abstandhaltern an, um VCD-Spektren optimal zu erfassen. Natürlich temperaturkontrollierte Flüssigzellen stehen auch zur Verfügung, z.B. zur Beobachtung von temperaturbedingten Veränderungen in der Konformation von Proteinen.