В лабораториях кювета ( фр . cuvette , букв. « маленький сосуд») представляет собой небольшой трубчатый контейнер с прямыми стенками и круглым или квадратным поперечным сечением. Он запечатан с одного конца и изготовлен из прозрачного материала, такого как пластик , стекло или плавленый кварц . Кюветы предназначены для хранения образцов для спектроскопических измерений, когда луч света проходит через образец внутри кюветы для измерения оптической плотности , пропускания , интенсивности флуоресценции , поляризации флуоресценции или времени жизни флуоресценции образца. Это измерение проводится с помощью спектрофотометра .
В традиционной ультрафиолетово-видимой спектроскопии или флуоресцентной спектроскопии используются жидкие образцы. Часто образец представляет собой раствор , в котором растворено интересующее вещество. Образец помещают в кювету, а кювету помещают в спектрофотометр для тестирования. Кювета может быть изготовлена из любого материала, прозрачного в диапазоне длин волн , используемом 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 оптической плотности. Многие кюветы имеют путь света 10 мм (0,39 дюйма), что упрощает расчет коэффициента поглощения . Большинство кювет имеют две прозрачные стороны, противоположные друг другу, поэтому свет спектрофотометра может проходить сквозь них, хотя в некоторых тестах используется 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 света возбуждения. [1] Некоторые кюветы имеют стеклянную или пластиковую крышку для использования с опасными растворами или для защиты образцов от воздуха. [2]
Царапины на стенках кюветы, через которые свет проходит, рассеивают свет и вызывают ошибки. [3] Резиновая или пластиковая подставка 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, поскольку напряжение вызывает двойное лучепреломление [6] в кварце и влияет на измерения. Анализы будут проводиться с использованием обычного сканирующего спектрофотометра и обычной лабораторной кюветы (специального флакона), которая помещается в полость прибора для проб. [7]
Отпечатки пальцев и капли воды нарушают световые лучи во время измерения, поэтому перед использованием можно использовать маловорсовую марлю или ткань, чтобы протереть внешнюю поверхность кюветы. Бумажное полотенце или подобный предмет могут поцарапать кювету. Можно применить мягкое моющее средство или этанол , а затем промыть водопроводной водой. Кислоту и щелочь следует избегать из-за их разъедающего воздействия на стекло, а ацетон непригоден при работе с пластиковыми кюветами. Если раствор переносится в кювету с помощью пипетки Пастера , содержащей воздух, внутри кюветы могут образовываться пузырьки, снижающие чистоту раствора и рассеивающие световые лучи. Для удаления пузырьков используется метод пальцевого подушечки. Раствор, содержащийся в кювете, должен находиться на достаточной высоте, чтобы находиться на пути источника света. [8] Если образец необходимо инкубировать при высокой температуре, необходимо позаботиться о том, чтобы температура не была слишком высокой для кюветы.
Исторически сложилось так, что для измерений в ультрафиолетовом диапазоне требовались многоразовые кварцевые кюветы , поскольку стекло и большинство пластиков поглощают ультрафиолет, создавая помехи. Сегодня существуют одноразовые пластиковые кюветы, изготовленные из специализированного пластика, прозрачного для ультрафиолета. Стеклянные, пластиковые и кварцевые кюветы подходят для измерений на более длинных волнах, например, в видимом диапазоне света .
«Тандемные кюветы» имеют стеклянную барьерную среду, которая простирается на две трети вверх посередине, так что измерения можно проводить с двумя разделенными растворами и снова, когда они смешиваются.
Кюветы изготавливаются из кварца и пластика (одноразовые) в зависимости от требований к пропусканию УФ-излучения. [9]
Пластиковые кюветы часто используются в быстрых спектроскопических анализах , где высокая скорость важнее высокой точности. Пластиковые кюветы с пригодным для использования диапазоном длин волн 380–780 нм (видимый спектр) можно утилизировать после использования, чтобы предотвратить повторное использование загрязнения. Их производство и покупка дешевы. Одноразовые кюветы можно использовать в некоторых лабораториях, где интенсивность луча недостаточно высока, чтобы повлиять на допуск на поглощение и постоянство значений. [10]
Чаще всего для изготовления пластиковых кювет используют полиметилметакрилат (ПММА) и полистирол (ПС).
Краун-стекло имеет оптимальный диапазон длин волн 340–2500 нм. Стеклянные кюветы обычно используются в диапазоне длин волн видимого света, тогда как плавленый кварц обычно используется для ультрафиолетовых применений.
Кварцевые элементы обеспечивают большую долговечность, чем пластик или стекло. Кварц превосходно пропускает ультрафиолетовый свет и может использоваться для длин волн от 190 до 2500 нм. [11]
Ячейки из плавленого кварца используются для длин волн ниже 380 нм, то есть 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. [12]
Сапфировые кюветы являются самыми дорогими, но представляют собой наиболее прочный, устойчивый к царапинам и трансмиссивный материал. Передача простирается от ультрафиолетового света до среднего инфракрасного диапазона в диапазоне от 250 до 5000 нм. Сапфир может выдерживать экстремальные природные условия некоторых растворов проб и перепады температур. [11]
В 1934 году Джеймс Франклин Хайд создал комбинированную кварцевую ячейку, свободную от других посторонних элементов, в качестве метода разжижения других изделий из стекла. В 1950-х годах ООО «Старна» усовершенствовало метод полного расплавления сегмента стекла с помощью тепла без деформации его формы. Это нововведение изменило производство инертных кювет без использования термореактивной смолы. [13] До того, как была создана прямоугольная кювета, использовались обычные пробирки. Поскольку инновации стимулировали изменения в технике, кюветы были сконструированы таким образом, чтобы иметь фокус по сравнению с обычными пробирками. [ нужны разъяснения ]
