概括
與其他精密儀器相比，光學(xué)顯微鏡作為材料表征的常規(guī)手段在制藥和精細(xì)化工行業(yè)一直被嚴(yán)重忽視。 光學(xué)顯微鏡無疑在樣品制備中發(fā)揮著重要作用，但它也可以在固體性質(zhì)的研究中發(fā)揮重要作用。 本文的主要目的是糾正這種不平衡（對于光學(xué)顯微鏡應(yīng)用）并說明光學(xué)顯微鏡，特別是偏振光顯微鏡，應(yīng)該在大多數(shù)材料表征中占有一席之地。 偏光顯微鏡的使用不應(yīng)僅限于了解所研究化合物的性質(zhì)； 它應(yīng)該是解決有機和無機化合物發(fā)現(xiàn)和開發(fā)中遇到的難題以全面了解它們的不可或缺的工具。 當(dāng)使用各種技術(shù)來研究化合物的固體性質(zhì)時，偏光顯微鏡對于理解和解釋其他技術(shù)發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象有很大幫助。 簡單地在不同放大倍率下觀察小樣本即可獲得其他非光學(xué)儀器無法比擬的有價值的信息。 偏光顯微鏡本身是一種獨立而強大的技術(shù)手段偏光顯微鏡補償器的作用，應(yīng)該成為其他固態(tài)表征技術(shù)如XRD、熱分析、固態(tài)核磁共振、振動光譜等的首要補充。本章重點介紹偏光顯微鏡的實際應(yīng)用。光學(xué)顯微鏡以及為什么它是其他工具的強大輔助工具。
為什么使用光學(xué)顯微鏡來研究固體的性質(zhì)？
顯微觀察的目的是通過放大樣本圖像來揭示肉眼根本看不見的信息。 當(dāng)光學(xué)顯微鏡添加偏光濾光片后，它就成為一種分析工具，可用于確定晶體的光學(xué)性質(zhì)并進(jìn)行微量化學(xué)實驗。 不同的固體結(jié)構(gòu)具有不同的光學(xué)特性，例如折射率、顏色、消光角和光色散，可以使用光學(xué)結(jié)晶方法快速確定。 光學(xué)性質(zhì)是由晶體結(jié)構(gòu)和晶體本身的化學(xué)性質(zhì)決定的，因此光學(xué)性質(zhì)可以提供很多有價值的信息來支持其他方法獲得的數(shù)據(jù)。 此外，通過偏光顯微鏡可以快速獲得諸如顆粒尺寸、顆粒性質(zhì)、機械性能、孿晶、包合物、晶體生長和燒蝕、介晶等信息。 通過使用熱臺顯微鏡加熱或冷卻小樣品，可以觀察到熱誘發(fā)現(xiàn)象，例如熔點、晶態(tài)轉(zhuǎn)變、溶劑化物和升華。 除了光學(xué)顯微鏡之外，還有許多其他顯微鏡用于探索和分析樣品的材料和化學(xué)性質(zhì)，例如配備X射線的電子顯微鏡、原子力顯微鏡（AFM）、紅外拉曼顯微鏡、近紅外顯微鏡和聲學(xué)顯微鏡。
偏光顯微鏡
偏光顯微鏡（圖 1）是一種復(fù)合顯微鏡，由放置在樣本上方（分析器）和下方（偏振器）的偏光濾光片組成。 檢偏器和起偏器處于正交位置。 偏光鏡在光路中的位置始終位于樣品和光源之間（通常與聚光鏡集成），以確保通過偏振光觀察樣品。 分析儀放置在光路中，以便可以通過交叉偏振檢測樣品。 一些偏光顯微鏡的分析儀可以旋轉(zhuǎn)，以便可以在非交叉偏振條件下檢查樣品，或者可以表征光學(xué)活性樣品，或者可以使用特殊的補償板。 為了獲得均勻的亮場，必須將顯微鏡調(diào)整（如果可能）以適應(yīng)科勒條件。
圖1 偏光顯微鏡示意圖
為了確保在偏振光下對樣品進(jìn)行全面觀察，顯微鏡必須配備可旋轉(zhuǎn)的載物臺，以便單個晶體能夠分別與分析器和偏振器的振動方向?qū)R。 至少一個目鏡必須有十字準(zhǔn)線，以指示檢偏器和起偏器的振動方向。 旋轉(zhuǎn)臺的邊緣應(yīng)有刻度和游標(biāo)以測量角度，例如晶面的角度或晶體的消光角。 補償器（例如色相板）對于確定晶體的其他光學(xué)特性非常有用，通常安裝在分析儀下方的光路中。
為研究晶體的固體性質(zhì)而選擇的偏光顯微鏡應(yīng)具有以下基本配置：
顯微照相術(shù)
顯微照相術(shù)是記錄顯微鏡產(chǎn)生的小物質(zhì)圖像的技術(shù)。 在檢查樣品時，拍攝其呈現(xiàn)的形態(tài)非常有用，以便在將來的報告中參考或說明。 相機通常安裝在預(yù)先準(zhǔn)備好的三目鏡頭上或通過適配器連接到其中一個目鏡。 隨著高性能數(shù)碼相機的誕生，將它們配備在顯微鏡上使顯微攝影變得更加容易和快捷。 然而，獲得理想的結(jié)果也離不開樣品制備的質(zhì)量以及對基本顯微攝影技能的理解和應(yīng)用。 優(yōu)良的性能只是前提，專業(yè)的技術(shù)才是品質(zhì)的保證。 僅僅說明圖片中的放大倍數(shù)是不夠的，還必須有比例尺，因為原始圖像會因圖片尺寸的不同而發(fā)生變化，但比例尺不受這些因素的影響。 因為比例尺所代表的尺寸是由已知精確尺寸的載物臺千分尺（載物臺）或載物臺計數(shù)線（載物臺）確定的。 顯微鏡專用數(shù)碼相機一般都具有比例尺自動疊加功能。
樣品制備
與所有分析技術(shù)一樣，正確的樣品制備是獲得有價值的測試結(jié)果的先決條件。 理想情況下，樣品應(yīng)具有足夠的代表性，并且在樣品制備過程中不應(yīng)以任何方式破壞樣品本身的狀態(tài)和性質(zhì)。 樣品范圍從結(jié)晶化合物到含有顆粒的粉末。 粉末樣品樣品的制備比較簡單，只需將其分散在合適的液體中并鋪在載玻片上即可。 但要準(zhǔn)備一個合理的樣本，從一開始就必須有明確的目的。 例如，如果要分析樣品的粒徑，則必須確保樣品與背景之間有足夠的對比度（看不到如何測量）。 樣品與周圍環(huán)境之間的對比度可以通過將樣品分散在與其自身折射率顯著不同的液體中來實現(xiàn)。 許多有機固體材料的折射率在1.50至1.70之間。 硅油的折射率僅為1.40，幾乎呈化學(xué)惰性，使其成為一種合理的載體。 其他可用于分散的液體包括礦物油、水、浸油等。基本原理是分散的樣品不溶于分散液。 對于粉末樣品，一般樣品制備方法如下：
1) 將一滴或幾滴選定的分散體添加到干凈的載玻片上（含有較大顆粒的樣品需要稍微多一點的分散體來填充載玻片和蓋玻片之間的間隙）。
2) 使用微量進(jìn)樣器將樣品加載到載玻片上，并使用圓周或之字形運動使樣品均勻地分散在分散液中。 分散過程中注意不要破壞樣品形狀或產(chǎn)生氣泡。
3) 蓋上蓋玻片，從盡可能最小的角度開始，以避免氣泡。 蓋玻片和載玻片之間的空間應(yīng)充滿分散液，一側(cè)的樣品會隨著分散液在間隙之間移動，影響觀察。 同時，使用鏡頭清潔紙或濾紙擦去蓋玻片邊緣周圍多余的色散，以免污染鏡頭和載物臺。
使用偏光顯微鏡觀察
關(guān)于晶體材料光學(xué)性質(zhì)的最有價值的信息通常可以使用偏光顯微鏡獲得。 無論是藥物、礦物、炸藥、殺蟲劑、顏料還是陶瓷，每種物質(zhì)的晶體形式都具有可用于識別的特征光學(xué)特性。 使用偏光顯微鏡，可以輕松地在不同條件下觀察樣品，無需其他輔助設(shè)備。 這些不同的條件包括：非偏振光、平面偏振光、圓偏振光、正交偏振器、非正交偏振器。 下面結(jié)合實際應(yīng)用對其進(jìn)行介紹。
6.1. 偏振光
振動方向和傳播方向在各個方向上都垂直的光是非偏振光。 一般來說，這種非偏振光除了觀察顆粒大小和性質(zhì)外，對于晶體材料沒有更多的用處。 當(dāng)非偏振光遇到偏振濾光片時，只有振動方向平行于濾光片光柵的光才能通過，成為平面偏振光（平面光）。 當(dāng)平面偏振光直接到達(dá)檢偏器（與偏振器成90°角）時，沒有光可以通過，視野是暗的。 這種情況稱為正交偏振器 ( )。
圖2 偏振光路示意圖
6.2. 使用平面偏振光研究晶體
由于平面偏振光的振動方向已知，因此只需旋轉(zhuǎn)載物臺即可在不同方向觀察單晶。 平面偏振光有兩個主要應(yīng)用：
?通過偏振光方向定位各向異性晶體化合物并測定其折射率。 如果使用非偏振光測量折射率，則測量每個方向上的折射率的平均值。 對于各向同性晶體，不需要使用平面偏振光，因為折射率與方向無關(guān)。
?測定各向異性晶體化合物在特定振動方向上的吸收色。 當(dāng)有色晶體化合物在平面偏振光照射下旋轉(zhuǎn)時，其顏色或顏色強度發(fā)生變化，稱為二色性或多色性。 當(dāng)用非平面偏振光觀察時，顏色在所有方向上是平均的。
對于各向同性晶體（在一定溫度和波長下），光以相同的速度向各個方向傳播，因此各向同性晶體只有一個折射率。 其他各向異性晶體化合物具有兩個或三個折射率。 當(dāng)偏振光進(jìn)入各向異性化合物時，根據(jù)傳播速度，它會分解成快、慢方向上兩個相互垂直的振動波。 當(dāng)兩個方向的光波穿過該化合物時，慢速方向的傳播相對延遲。 解釋不同方向折射率的一種便捷方法是構(gòu)建稱為折射率橢球 () 的三維模型。 折射率以半徑的形式顯示，半徑的長度與折射率的大小成正比。 對于各向同性物質(zhì)，折射率橢球體是圓形的（圖3，a），因為折射率在所有方向上都是相同的，唯一可變的是尺寸，尺寸隨折射率而變化。
對于具有兩個折射率的物質(zhì)，折射率橢球體是旋轉(zhuǎn)球體。 三方晶系、四方晶系和六方晶系均具有常規(guī)和非常規(guī)兩個射線軸，對應(yīng)的折射率分別為nω和nε。 兩個射線軸的任一方向都可以是快傳播方向或慢傳播方向。 常規(guī)波的振動方向與晶體光軸平行，表現(xiàn)出各向同性。 傳播方向為球形并具有圓形橫截面 (C)。 非常規(guī)波的振動方向垂直于C面。 兩種波合成的結(jié)果是折射率橢球體呈橢球體形狀（圖3，b）。 唯一的光軸是垂直于 C 截面的 OA。 只有一個光軸的晶體稱為單軸晶體()。
單斜晶、三斜晶、斜方晶具有三個相互垂直的射線軸，對應(yīng)的折射率分別為α、β、γ。 α 的值最小（傳播最快），γ 的值最大但傳播最慢。 其折射率橢球為三軸橢球（圖3，c）。 三軸橢球中有兩個相交的圓形截面C'和C''，均以β折射率為半徑。 每個橫截面都有與其垂直的光軸A'和A''。 光軸所在的平面稱為光軸平面，這個平面也是α、γ對應(yīng)的光線軸所在的平面。 具有兩個光軸的晶體稱為雙軸晶體（.）。
兩個光軸之間的銳角稱為光軸角（2V），它與折射率有關(guān)，對于相應(yīng)的化合物來說是一個常數(shù)。 對于單軸晶體和雙軸晶體，光軸和射線軸之間存在一定的對應(yīng)關(guān)系。 例如，對于三方晶系、四方晶系和六方晶系，光軸和光線軸是重合的。 對于斜方晶系，任意光軸可以與任意光線軸重合。 對于三斜晶系，任何光軸和射線軸都不重合。
圖3 不同類型折射率橢球示意圖
6.3. 使用偏振光研究晶體
使用平面偏振光時，如果未放置樣品或放置各向同性晶體樣品時視場較暗，則對于各向異性晶體，除非從光軸方向觀察或樣品正好處于消光位置，否則樣品將由于雙折射而產(chǎn)生雙折射。 非凡的景色將是明亮的。 當(dāng)使用非偏振光時，可以同時觀察各向同性和各向異性樣品。 對于各向異性樣品，也可以觀察到干涉色和消光位置，但此時的觀察結(jié)果與使用正交偏振光觀察到的結(jié)果不同。 結(jié)果不一致偏光顯微鏡補償器的作用，因此非正交偏振光僅用于觀察混合樣品，一般不用于測量晶體材料的光學(xué)性質(zhì)。
由于光在各向異性晶體中傳播時，一個方向的傳播滯后于另一個方向，因此可以使用正交偏振光觀察到干涉光（ ）。 當(dāng)兩個方向都穿過晶體時，這種解構(gòu)和重建光的過程然后在分析器中再次組合。 干涉色分為不同的顏色級別，一般出現(xiàn)在邊緣的斜角處。 通常在較薄的邊緣觀察到低水平干涉色，隨著晶體厚度的增加，顏色水平向更高階移動。 圖4是一水乳糖的偏振光照片。 中心為五階綠色，邊緣處可觀察到二階紅色。 晶體中的色帶隨著晶體的厚度而變化，類似于圖中的等高線。 色帶越接近，晶體表面越“陡峭”。
圖4 一水乳糖的偏振光干涉色圖
晶體的干涉色除了與厚度有關(guān)外，還與觀察晶體的方向有關(guān)。 如圖 5 所示，對于具有隨機分布方向的化合物，可以觀察到一系列不同的干涉色。 因此，單純依靠干涉色并不能確定晶體的方向。 區(qū)分不同的晶體。
圖5 某結(jié)晶化合物的偏振光圖片
消光() 當(dāng)用正交偏振光觀察雙折射晶體時，由于消光現(xiàn)象，載物臺每旋轉(zhuǎn)90°，視野就會變暗。 當(dāng)消光發(fā)生時，晶體中光振動的方向與起偏器或檢偏器的方向一致（光活性物質(zhì)除外）。 消光角基于目鏡中的十字準(zhǔn)線。 此時十字準(zhǔn)線的位置必須與起偏器、檢偏器嚴(yán)格一致。 當(dāng)消光位置與晶體性質(zhì)的關(guān)系確定后，就可以作為特定晶系的標(biāo)志。
如圖6-a所示，當(dāng)消光發(fā)生在晶體較長邊且與十字線平行時，此時的消光位置為線狀光（ ）； 如圖6-b所示，當(dāng)消光位置與十字線成一定角度時，稱為斜消光（或），表示消光角度一般不超過45°； 如下圖6-c所示，當(dāng)消光位置出現(xiàn)在十字平分兩個相鄰晶面夾角時，為對稱消光（ ）； 如圖6-d所示，當(dāng)發(fā)生波狀消光( )時，可以看到隨著載物臺旋轉(zhuǎn)，晶體表面有黑色區(qū)域移動，這種情況通常發(fā)生在彎曲或具有高張力的晶體中。
圖6 不同類型滅絕示意圖
另外，有些晶體并不完全表現(xiàn)出消光，而是發(fā)生干涉色的變化，稱為異常消光（或）。 造成這種現(xiàn)象的原因是不同干涉色的消光位置不同。 當(dāng)晶體具有干涉色但沒有消光位置時，該晶體可能是多晶。 當(dāng)在較大的放大倍數(shù)下觀察時，可以看到許多晶體在任何時刻都處于不同的消光位置； 也可能是孿晶，當(dāng)一個晶面滅絕時，另一個晶面不會滅絕。
折射率
樣品的折射率會嚴(yán)重影響樣品的可觀測性，也可用于識別物質(zhì)。 它是物質(zhì)最重要的光學(xué)性質(zhì)之一。 通過增加分散體和樣品之間的折射率差可以改善物質(zhì)的可觀測性。 折射率是真空中的光速與物質(zhì)中的光速之比，并且始終大于1。對于任何物質(zhì)，折射率都是恒定的，僅取決于波長和溫度。 折射率越大，傳播速度越慢。 使用超過一種折射率的物質(zhì)被稱為雙折射。 雙折射是指各向異性物質(zhì)的最大和最小折射率之間的數(shù)值差。 例如，碳酸鈣晶體的兩個折射率為1.658/1.486，其雙折射率為0.172。 各向同性物質(zhì)不存在雙折射。 物質(zhì)的折射率由其原子和分子決定。 如果一種物質(zhì)具有較大的雙折射，即使其晶體結(jié)構(gòu)未知，也可以預(yù)測其分子將如何堆積。 當(dāng)預(yù)測結(jié)果與顯微鏡下觀察到的晶體性質(zhì)（如針狀）一致時才更有意義。 例如，平面分子傾向于彼此平行排列，使晶體具有針狀形狀，而細(xì)長分子傾向于順序排列，使晶體具有層狀形狀。
7.1. 折射率的測定
樣品的折射率可以通過浸漬法來測定。 將待測樣品浸入已知折射率的液體中。 當(dāng)待測樣品的折射率與浸入液體的折射率相差較大時，樣品清晰可見。 隨著折射率降低，當(dāng)樣品和浸入液體的折射率相同時，樣品變得不可見，浸入液體的折射率就是樣品的折射率。 大多數(shù)商業(yè)滲透溶液都是有機試劑，存在溶解樣品的風(fēng)險。 如果溶解過程緩慢，則測得的折射率相對接近實際值。 如果溶解較快，則需將浸潤液預(yù)飽和，然后用折光儀測量飽和溶液的折射率，進(jìn)而檢測樣品的折射率。
可以使用多種方法來確定樣品和浸潤液的折射率何時相同。 這些方法中最常用的是 Becke 檢驗。 該方法簡單易行，可區(qū)分0.001的折射率差。 Becke測試是通過比較樣品和滲透液的折射率來進(jìn)行的。 如果使用非偏振光，則測量各向異性材料的平均折射率。
7.2. 貝克測試
貝克測試是通過樣品和滲透溶液邊緣的明亮光暈（稱為貝克線）進(jìn)行的。 當(dāng)樣品上下聚焦時，貝克線在樣品和滲透溶液邊緣之間的界面上來回移動。 執(zhí)行貝克測試的一個簡單規(guī)則是“從下到上”或“從低到高”。 隨著目鏡和樣品之間的距離變小（將載物臺向上移動），貝克線將從折射率較大的一側(cè)移動到折射率較小的一側(cè)，反之亦然。 如圖7所示，在該圖中，色散的折射率大于樣品的折射率。 當(dāng)樣品和浸潤溶液的折射率相同時，貝克線消失。
圖測試圖
粒徑
光學(xué)顯微鏡可以有效測量1-400μm范圍內(nèi)的顆粒（粉末）的粒徑。 但如果要準(zhǔn)確檢測小于5μm的粉末粒徑，建議使用掃描電子顯微鏡。 當(dāng)目鏡中裝有刻度時，可以測量觀察到的顆粒，但必須對刻度進(jìn)行校準(zhǔn)。 對于球形顆粒（在藥物中很少遇到），僅直徑就足以描述其尺寸。 對于非球形顆粒，許多統(tǒng)計粒徑也用來描述其尺寸，如費雷特直徑、直徑和投影直徑等。在比較不同樣品之間的粒徑時，沒有必要每次都進(jìn)行精確的粒徑分布測量。時間。 光學(xué)顯微鏡也可用于快速分析。 平均粒徑可以通過觀察制備的樣品中不同尺寸的顆粒來獲得。 這種方法雖然不夠準(zhǔn)確，但方便快捷，足以區(qū)分粒徑差異較大的樣品。
顆粒形狀
結(jié)晶物質(zhì)的外觀或結(jié)晶度尤其由其內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)決定。 目前，有許多晶體學(xué)現(xiàn)象專門用于描述七種晶系中存在的各種晶習(xí)。 在常規(guī)顯微觀察中，識別晶型（如斜方晶系、復(fù)雜六方雙錐晶族、楔形晶族等）是不現(xiàn)實或不必要的，特別是當(dāng)晶型的外觀僅因外觀不同而不同時。由于生長過程中晶面形成不均勻而引起的。 但是，當(dāng)晶體學(xué)以更簡潔和易于理解的方式描述時，它非常適合檢測晶體化合物的批次間差異。 另外，晶癮對藥物的壓片性和溶出度影響很大。
已識別六種晶體形狀，它們可以出現(xiàn)在七種晶體系統(tǒng)中的任何一種中。 USP也用它們來描述晶體形狀，下面將單獨描述。 原理圖如圖8所示。
圖8 不同晶體特性示意圖
等徑（）晶體：如立方體或球形晶體
板（）晶：扁平，長寬接近厚度且稍薄
片狀晶體：扁平，長寬接近厚度，比板材薄
板條：細(xì)長、薄的刀片狀晶體
針狀（）晶體：高度細(xì)長，細(xì)長，橫截面近似方形或圓形
柱（）晶：拉伸棱柱狀，寬度和厚度均大于針狀
在描述晶體形狀時必須謹(jǐn)慎使用六邊形、立方體和菱形等詞語，因為這些高度具體的描述在使用時意味著對它們所屬的晶體系統(tǒng)有足夠的了解。 相反，諸如六邊形、立方體、菱形和巖石之類的描述更合適且信息豐富。 有時晶體也會表現(xiàn)出特殊的特征，有時是幾何形狀，例如正方形或菱形。 因此，晶體也可描述為：正方形、長方形或菱形板狀晶體，三角形片狀晶體或點狀片狀晶體。 晶體有許多不同的形狀。 在粉末狀晶體材料中，根據(jù)不同晶面的生長速率，可能會出現(xiàn)一系列不同的形狀。 在大量呈現(xiàn)六角形的板狀晶體中，有些可能呈現(xiàn)三角形或菱形。 被壓碎或研磨的粉末不再提供有關(guān)原始晶體外觀的任何信息。
除了以上對晶體性質(zhì)的描述外，使用以下術(shù)語來描述晶體外觀可以提供更全面和豐富的信息。
圖9 不同晶粒外觀示意圖
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比較粉末樣品
觀察樣品時，最好拍照，比較不同批次樣品之間的差異。 這些差異可能包括顆粒外觀和顆粒尺寸。 如果它們都以相同的倍數(shù)觀察，這種比較會更方便。 最好還有相關(guān)且簡短的描述。 樣品觀察報告應(yīng)包括但不限于以下內(nèi)容：
下面以顯微鏡觀察天冬氨酸為例，圖片如圖10所示。樣品為針狀、板條狀、板狀和棱柱狀無色粉末的混合物。 針狀、板條狀和棱柱狀顆粒的長度范圍為50-600μm（大多在150μm左右），這些顆粒的長寬比范圍為2：1至15：1。 當(dāng)使用偏振光觀察時，這些顆粒具有明亮的干涉光，每旋轉(zhuǎn) 90 度就會消失，表明它們是晶體材料。 將樣品粉末分散在硅油中并使用尼康POL顯微鏡觀察。
圖10 天冬氨酸的顯微鏡圖片
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熱臺顯微鏡
通過在載物臺上放置熱載物臺，可以使用熱載物臺顯微鏡在加熱（冷卻）時觀察樣品。 示意圖如下。 作為一種分析方法，熱臺顯微鏡可以用來觀察由熱力學(xué)引起的一系列現(xiàn)象，如熔化、結(jié)晶、升華、去溶劑化、相變和熱致結(jié)晶等。 此外，由于它可以快速分析熱力學(xué)相圖，因此在一定程度上也可以與DSC、DTA、TGA等熱分析方法相互補充。
圖11 偏光顯微鏡加熱臺示意圖
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顯微鏡作為微型實驗室
除了觀察和表征晶體化合物外，偏光顯微鏡還可用于觀察晶體生長。 此外，還可以觀察到溶液介導(dǎo)的結(jié)晶轉(zhuǎn)變。 溶液機制中的相變和固體機制中的引導(dǎo)的一個很好的例子是硝酸鉀。 當(dāng)將一滴稍不飽和的硝酸鉀溶液加入到載玻片上時（不加蓋玻片，液體在室溫下可以緩慢蒸發(fā)），隨著液體的蒸發(fā)，首先會在載玻片的邊緣看到菱面體亞穩(wěn)β晶體。水滴。 出現(xiàn)（圖 12-1）。 短時間后，觀察到在室溫下穩(wěn)定的高雙折射板狀 α 晶體的出現(xiàn)。 隨著α晶體生長，溶解機制會發(fā)生相變，導(dǎo)致與α晶體生長方向相鄰的β晶體溶解（圖12-2）。 當(dāng)α晶體在生長過程中接觸到剩余的β晶體時，會同時再次發(fā)生。 通過固相機制的相變，最終液滴中的所有晶體都會轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆w。
圖12 硝酸鉀晶體轉(zhuǎn)變過程的顯微鏡圖片
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多色性
許多有機和無機化合物都是有色的，有時可以通過顏色來區(qū)分不同的晶型。 例如，碘化汞在室溫下具有四方晶系。 穩(wěn)定相為紅色，亞穩(wěn)態(tài)為橙色。 當(dāng)溫度高于127°C時，其穩(wěn)定相變?yōu)辄S色的原骨。 領(lǐng)帶。 紅色和黃相之間的過渡是可逆的，可以使用偏光顯微鏡在肉眼中觀察到。 具有不同顏色的不同結(jié)晶形式的這種現(xiàn)象稱為“顏色多態(tài)性（顏色）”。 這種現(xiàn)象的原因是不同晶體形式之間構(gòu)象的差異。 當(dāng)使用白色平面偏振光觀察到透明的彩色晶體時，晶體的顏色或顏色的強度通常會隨著階段旋轉(zhuǎn)而變化。 這種變化的原因是晶體材料在特定的振動方向上選擇性吸收。
無色或各向同性晶體化合物通常不表現(xiàn)出多色體性。 另外，如果某些有色晶體的吸收在各個方向相對較近，則不會表現(xiàn)出多色體性。 但是，當(dāng)將高度雙折射的無色晶體分散在液體中時，液體的折射率接近晶體的主要折射率之一，當(dāng)平面偏振光下旋轉(zhuǎn)時，可能會發(fā)生胸肌。 有時，晶體的顏色也可能是由晶體內(nèi)部和表面上的彩色雜質(zhì)引起的。 具有腎小球體的有機化合物通常包含發(fā)色團(tuán)（偶氮組，共軛乙烯基基團(tuán)等）。 當(dāng)光振動的方向與發(fā)色團(tuán)的方向一致時，光的吸收最強。 因此，在沒有缺少XRD數(shù)據(jù)的情況下，如果在化合物中觀察到胸肌，它還可以提供有關(guān)化合物分子的排列和填料的有用信息。
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晶體機械性能
在藥用化合物開發(fā)的早期階段，由于樣品數(shù)量少，納米凹痕儀器通常只能用于檢測機械性能，例如硬度，彈性粘度，可塑性和脆性。 但是，光學(xué)顯微鏡也可以用于對物質(zhì)進(jìn)行定性分析，例如該物質(zhì)是否經(jīng)歷塑性變形或脆性斷裂，以及物理性能是軟的還是硬性的。在載玻片上，加載蓋板，輕輕按下蓋子或進(jìn)行相對運動，然后將其放在顯微鏡下進(jìn)行觀察。 對于硬，脆弱和破碎的樣品，它們將以灰塵的形式出現(xiàn)。 具有柔軟塑性變形的樣品將被拉伸或粘稠，甚至在上下載玻片上留下痕跡。
圖13具有不同機械性能的樣品的顯微鏡圖片
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假象
當(dāng)晶體化合物發(fā)生物理或化學(xué)變化（例如其溶劑化或相變）時，由于晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，其晶體外觀可能會發(fā)生變化，有時甚至導(dǎo)致由于重大變化而導(dǎo)致晶體解構(gòu)數(shù)量。 但是有時這種變化也可能是無損的：晶體變化的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但其外觀不會改變。 這種現(xiàn)象稱為假態(tài)（）。 在空氣中加熱時，許多水合物或溶劑化物將失去相應(yīng)的晶體水和溶劑。 由于密度或排列的變化，晶體可能會變成多態(tài)性，并且當(dāng)通過傳播光觀察時，晶體通常是朦朧或朦朧的。 緊的。 草酸二氫酸酯就是一個例子。 當(dāng)高于60°C以上的加熱時，由于水分流失而導(dǎo)致無色（白色）水合物變?yōu)闊o透明的無水。
圖14水分流失之前和之后的草酸二氫酸酯的顯微鏡圖片
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結(jié)論
看你！
譯者注：
本文摘自《光明》一章
