В лабораториях кювета ( фр . cuvette , букв. « маленький сосуд») — это небольшой трубчатый контейнер с прямыми сторонами и круглым или квадратным поперечным сечением. Он запечатан с одного конца и изготовлен из чистого, прозрачного материала, такого как пластик , стекло или плавленый кварц . Кюветы предназначены для хранения образцов для спектроскопических измерений, где луч света пропускается через образец внутри кюветы для измерения поглощения , пропускания , интенсивности флуоресценции , поляризации флуоресценции или времени жизни флуоресценции образца. Это измерение выполняется с помощью спектрофотометра .
Традиционная ультрафиолетово-видимая спектроскопия или флуоресцентная спектроскопия использует образцы, которые являются жидкими. Часто образец представляет собой раствор , в котором растворено интересующее вещество. Образец помещается в кювету, а кювета помещается в спектрофотометр для тестирования. Кювета может быть изготовлена из любого материала, который прозрачен в диапазоне длин волн, используемых в тесте.
Самые маленькие кюветы могут вмещать 70 микролитров, а самые большие — 2,5 миллилитра и более. Ширина определяет длину пути света через образец, что влияет на расчет значения поглощения. Многие кюветы имеют путь света 10 мм (0,39 дюйма), что упрощает расчет коэффициента поглощения. Большинство кювет имеют две прозрачные стороны, расположенные друг напротив друга, чтобы свет спектрофотометра мог проходить через них, хотя некоторые тесты используют отражение , поэтому нужна только одна прозрачная сторона. Для измерений флуоресценции необходимы еще две прозрачные стороны, расположенные под прямым углом к тем, которые используются для света спектрофотометра, для возбуждающего света. [1] Некоторые кюветы имеют стеклянный или пластиковый колпачок для использования с опасными растворами или для защиты образцов от воздуха. [2]
Царапины на стенках кюветы, через которые проходит свет, рассеивают свет и вызывают ошибки. [3] Резиновая или пластиковая стойка защищает кювету от случайного удара и царапин корпусом машины. Растворитель и температура также могут влиять на измерения. [4] Кюветы, которые будут использоваться в экспериментах по круговому дихроизму [5] , никогда не должны подвергаться механическим нагрузкам, так как нагрузка вызовет двойное лучепреломление [6] в кварце и повлияет на измерения. Анализы проводятся с использованием обычного сканирующего спектрофотометра и обычной лабораторной кюветы (специальной пробирки), которая вставляется в полость для образца прибора. [7]
Отпечатки пальцев и капли воды нарушают световые лучи во время измерения, поэтому можно использовать марлю или ткань с низким ворсом, чтобы протереть внешнюю поверхность кюветы перед использованием. Бумажное полотенце или подобное может поцарапать кювету. Можно использовать мягкое моющее средство или этанол , а затем промыть водопроводной водой. Кислоты и щелочи следует избегать из-за их коррозионного воздействия на стекло, а ацетон не подходит при работе с пластиковыми кюветами. Если раствор переносится в кювету с помощью пипетки Пастера, содержащей воздух, внутри кюветы могут образоваться пузырьки, что снижает чистоту раствора и рассеивает световые лучи. Метод пальца, одетого в палец, используется для удаления пузырьков. Раствор, содержащийся в кювете, должен быть достаточно высоким, чтобы находиться на пути источника света. [8] В случае, если образец нуждается в инкубации при высокой температуре, необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить слишком высоких температур для кюветы.
Исторически для измерений в ультрафиолетовом диапазоне требовались многоразовые кварцевые кюветы , поскольку стекло и большинство пластиков поглощают ультрафиолетовый свет, создавая помехи. Сегодня существуют одноразовые пластиковые кюветы, изготовленные из специализированных пластиков, которые прозрачны для ультрафиолетового света. Стеклянные, пластиковые и кварцевые кюветы подходят для измерений, проводимых на более длинных волнах, например, в диапазоне видимого света .
«Тандемные кюветы» имеют стеклянную барьерную среду, которая простирается на две трети посередине, так что измерения можно проводить с двумя разделенными растворами, а также повторно, когда они смешаны.
Кюветы изготавливаются из кварца и пластика (одноразового использования) в зависимости от требований к пропусканию УФ-излучения. [7]
Пластиковые кюветы часто используются в быстрых спектроскопических анализах , где высокая скорость важнее высокой точности. Пластиковые кюветы с используемым диапазоном длин волн 380–780 нм (видимый спектр) можно утилизировать после использования, предотвращая загрязнение при повторном использовании. Они дешевы в производстве и покупке. Одноразовые кюветы можно использовать в некоторых лабораториях, где световой луч недостаточно высок, чтобы повлиять на толерантность поглощения и постоянство значения. [9]
Чаще всего для изготовления пластиковых кювет используются материалы полиметилметакрилат (ПММА) и полистирол (ПС).
Оптимальный диапазон длин волн у кронгласа составляет 340–2500 нм. Стеклянные кюветы обычно используются в диапазоне длин волн видимого света, тогда как плавленый кварц, как правило, используется для ультрафиолетовых применений.
Кварцевые элементы обеспечивают большую прочность, чем пластиковые или стеклянные. Кварц отлично пропускает ультрафиолетовый свет и может использоваться для длин волн от 190 до 2500 нм. [10]
Ячейки из плавленого кварца используются для длин волн ниже 380 нм, т. е. ультрафиолетового света .
ИК- кварц имеет полезный диапазон длин волн от 220 до 3500 нм. Он более устойчив к химическому воздействию раствора образца, чем другие типы, предназначенные для флуоресцентных измерений. [11]
Сапфировые кюветы самые дорогие, хотя и являются самым прочным, устойчивым к царапинам и пропускающим материалом. Пропускание простирается от УФ-света до среднего инфракрасного , в диапазоне от 250 до 5000 нм. Сапфир может выдерживать экстремальные естественные условия некоторых растворов образцов и колебания температуры. [10]
В 1934 году Джеймс Франклин Хайд создал комбинированную кварцевую ячейку, которая была свободна от других посторонних элементов, как метод разжижения других стеклянных изделий. В 1950-х годах Starna Ltd. усовершенствовала метод, чтобы полностью расплавить сегмент стекла с помощью тепла, не деформируя его форму. Это нововведение изменило производство инертных кювет без какой-либо термореактивной смолы. [12] До того, как была создана прямоугольная кювета, использовались обычные пробирки. Поскольку инновации мотивировали изменения в технике, кюветы были сконструированы так, чтобы иметь фокусные точки над обычными пробирками. [ необходимо разъяснение ]
