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Introduction
Tout matériau transparent aux longueurs d’onde requises peut être utilisé pour fabriquer une cuvette. Et un large choix de volume de cuvette est disponible. Les sous-micro cuvettes peuvent être aussi petites que 10 microlitres (ou moins), tandis que les types macro peuvent contenir jusqu’à 35 millilitres (ou plus).
Tout matériau transparent aux longueurs d’onde requises peut être utilisé pour fabriquer une cuvette. Et un large choix de volume de cuvette est disponible. Les sous-micro cuvettes peuvent être aussi petites que 10 microlitres (ou moins), tandis que les types macro peuvent contenir jusqu’à 35 millilitres (ou plus).
La longueur de la lumière passant à travers les cuvettes contenant des solutions d’échantillon est appelée longueur de chemin, ce qui a un effet sur le calcul de la valeur d’absorption. Beaucoup de cuvettes ont une trajectoire lumineuse standard de 10 mm (0,39 po), ce qui facilite le calcul du coefficient d’absorption.
Cuvettes de longueur de chemin de 10mm
La plupart des cuvettes pour les mesures d’absorption ont deux côtés transparents parallèles de sorte que la lumière spectrophotomètre est capable de passer à travers, bien que certains tests spéciaux ne nécessitent qu’un seul côté clair. Pour les mesures de l’échantillon de fluorescence, deux côtés clairs parallèles et des parois latérales d’angles droits supplémentaires sont également nécessaires pour la lumière d’excitation. Les bouchons PTFE, les bouchons ou les bouchons à vis sont utilisés avec des solutions dangereuses ou évaporatives pour protéger les échantillons de l’air.
il peut être compliqué et déroutant si vous êtes nouveau dans le domaine de la sélection des cuvettes pour la spectroscopie UV-vis. Toutes les cuvettes ne fonctionnent pas pour chaque application, et certaines connaissances de base sont utiles pour prendre la décision. L’article vous aidera à traverser les facteurs les plus importants à prendre en considération lors de la prise d’une décision finale.
Comment définissez-vous une cuvette?
un cuvette (Français : cuvette = « petit récipient ») est un petit récipient en forme de tube avec des côtés droits et une coupe circulaire ou carrée. Ils sont normalement scellés à une extrémité et ont un bouchon pour sceller l’autre.
Pour éviter les artefacts de réfraction, les types réguliers de cuvettes ont une coupe transversale carrée ou rectangulaire. La majorité des cuvettes sont utilisées dans les spectrophotomètres, colorimètres et fluoromètres.
Une cuvette est un petit flacon de laboratoire en verre/quartz/plastique qui est utilisé pour contenir des solutions (ou de la poudre dans certaines circonstances) pour des expériences spectroscopiques. Lorsqu’un faisceau lumineux traverse l’échantillon à l’intérieur de la cuvette, l’absorption, l’intensité de fluorescence, la transmission, la polarisation par fluorescence ou la durée de vie de la fluorescence de l’échantillon sont mesurées. L’essai de la mesure est effectué avec un spectrophotomètre.
Conception simple de spectrophotomètre
Les matériaux disponibles pour les cuvettes sont le verre optique, le plastique (PMMA ou PS), le quartz UV et le quartz IR. Les cuvettes en plastique sont beaucoup moins chères que les matériaux de quartz ainsi elles peuvent être employées comme jetables pour éviter la contamination croisée dans les analyses spectroscopiques rapides. Des cuvettes en quartz ou en verre sont nécessaires pour des solutions d’échantillons organiques et corrosifs. D’une manière générale, les cuvettes en verre ou en quartz ont un taux de transmission et une précision des données plus élevés que les matières plastiques, et ces matériaux de cuvettes peuvent être réutilisés plusieurs fois s’ils sont utilisés correctement.
Quartz avec Q, Verre avec G, et cuvettes en plastique
Comprendre la longueur du chemin Cuvette
La longueur du chemin de la cuvette est la distance à laquelle la lumière se déplace à travers les murs intérieurs d’une cuvette rectangulaire. Une longueur typique de chemin de cuvette de spectrophotomètre est la longueur intérieure entre deux murs parallèles clairs. La longueur de chemin standard et la plus utilisée est de 10mm. Et la dimension extérieure la plus commune de la cuvette est 12.5 x 12.5mm, avec une hauteur de 45mm, qui fait l’épaisseur de mur de 1.25mm.
Cuvettes externes de 12,5 x 12,5 mm
Outre la longueur standard de chemin de cuvette de 10mm, des longueurs plus courtes de chemin (de 0.1mm) et des types plus longs (jusqu’à 100mm ou plus) sont également disponibles pour différentes tailles de volume. Nous discuterons plus en détail ci-dessous.
Les longueurs optiques de chemin varient de 0.1 – 100mm
Tolérances pour la longueur du chemin
Nos cuvettes sont fabriquées avec une tolérance de longueur de chemin de ±0,05 mm. En d’autres termes, la cuvette standard de 10 mm peut varier en longueurs de chemin entre 9,95 et 10,05 mm. Ou pour les cuvettes de 20mm, la longueur du chemin pourrait être de 19.9mm à 20.1mm.
Cuvettes double longueur de chemin optique
Avec une cuvette à double chemin, il est possible d’avoir à la fois des longueurs de chemin courtes et longues dans la même cellule de cuvette en même temps. Par exemple, une cuvette de 1mL de taille 4 murs clairs peut avoir des longueurs de chemin doubles de 3mm et 10mm dans la même cellule.
Vous pouvez décider quelle longueur de chemin à utiliser pour une cuvette à double chemin en plaçant différents côtés dans le spectrophotomètre / fluoromètre. Par exemple, une cuvette à double chemin de 10 x 3 mm, si la source lumineuse traverse la petite fenêtre, la longueur du chemin est de 10 mm et si la lumière passe la plus grande fenêtre (tourner à 90 degrés), les longueurs de chemin seront de 3 mm.
Différentes longueurs à double chemin couramment utilisées cuvette disponible tels que:
Une variété de cuvette à double chemin couramment utilisée sont disponibles avec nous:
-
- 2 x 10 mm
- 5 x 10 mm
- 10 x 20 mm
- 10 x 50 mm
Cuvettes longueurs à double chemin
Types de matériaux Cuvette
Auparavant, des cuvettes de quartz réutilisables étaient nécessaires pour des mesures dans la gamme ultraviolette (UV), parce que la plupart des plastiques et des matériaux optiques de verre absorbent la lumière ultraviolette, ayant pour résultat l’interférence. Maintenant, quelques types de cuvettes en plastique spécialisées sont également transparents aux gammes de lumière UV. Le verre optique, le plastique et toutes les cuvettes de matériaux à quartz sont transparents aux plages de lumière visibles.
Le matériau de quartz est transparent aux UV mais le verre n’est pas
Comme le facteur le plus important à considérer lors du choix d’une cuvette appropriée est le matériau, nous allons comparer ces matériaux plus en détail ci-dessous:
-
- Verre optique
- UV Quartz
- IR Quartz
- Plastique
Bien que chacun de ces matériaux présente certains avantages, il présente également certains inconvénients. Encore une fois en comptant sur vos exigences d’expérience, vous devez décider lequel des matériaux sont les meilleurs. Commençons par le matériau de verre optique.
Verre optique
Les cuvettes optiques en verre sont un bon choix si vous avez un budget serré et que la plage de longueur d’onde souhaitée est spectrale visible (340 – 2500 nm). Le matériau a également un taux de transmission décent > de 80% à 350nm. La plupart des mesures tomberont dans ce domaine et il n’est pas nécessairement nécessaire d’avoir la gamme supplémentaire de matériaux de quartz UV (190 – 340 nm) pour beaucoup d’applications.
Types of Glass Cuvettes
UV/ES Quartz
Une autre option est le quartz UV, qui est un pas au-dessus du matériau en verre. Si vous avez un budget supplémentaire, le matériel de quartz UV serait un bon choix que vous pouvez obtenir une gamme de transmission de mesure de 190 – 2500 nm. Si vous effectuez des expériences UV, une cuvettes à quartz UV serait un besoin absolu et il est important de ne pas réduire le coût de cette gamme car les données ne seront probablement pas à la hauteur si le choix est un faible coût, cellule cuvette UV de faible qualité. Le matériau en verre à quartz ES a un taux de transmission plus élevé que le matériau à quartz UV, qui est utilisé sur nos types de cuvettes et de cellules toutes fusionnées ou à transmission élevée.
Types of Quartz Cuvettes and Cells
IR Quartz
Pour les mesures IR visibles UV, les cuvettes de matériaux à quartz IR seront un choix exceptionnel. La gamme de transparence est de 220 – 3500 nm de sorte qu’une partie des UV, toutes les gammes visibles, et la portée étendue dans l’IR sont tous couverts en même temps.
IR Quartz Cuvettes
Plastique
Lorsque la vitesse élevée est plus critique que la haute précision de la mesure, les cuvettes en plastique sont un bon choix à utiliser dans les échantillons spectroscopiques rapides. Gamme utilisable disponible de 380 – 780 nm (la plage de spectre visible) , les cuvettes en plastique sont jetables après utilisation, qui ne bénéficient d’aucune contamination croisée. Étant bon marché à fabriquer et à acheter, les cuvettes en plastique jetables ont été largement utilisées dans certains laboratoires de recherche où la lumière du faisceau n’est pas assez élevée pour avoir un effet sur la consistance d’absorption et la valeur de tolérance.
Transmission des matériaux
Different Material Transmission Range and Suitable Applications
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
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Material | Wavelength | Transmission Rate | Usage | Application |
Optical Glass | 340-2,500nm | 80% at 350nm | Reusable | Visible |
ES Quartz Glass | 190-2,500nm | 83% at 220nm | Reusable | UV-visible |
UV Quartz Glass | 190-2,500nm | 80% at 220nm | Reusable | UV-visible |
IR Quartz Glass | 220-3,500nm | 83% at 2730nm | Reusable | UV-visible-IR |
PS or PMMA | 380-780nm | 80% at 400nm | Disposable | Visible (Optional UV) |
Transmission de cuvettes vides faites de différents matériaux
Résistance chimique cuvette
Au-dessus des matériaux de cuvette, les cuvettes de quartz ou de verre ont différents types de fabrication qui peuvent affecter de manière significative les prix de cuvette avec la même conception et matériaux. Il existe quatre types de cuvettes disponibles avec nous (prix de bas en haut): GLUED, POWDER FUSED, HIGH TRANSMISSION, et ALL FUSED.
Image: comparaison des perspectives des différents types de fabrication de cuvette
Les solutions d’échantillons aqueux ont le moins d’exigences en termes de matériaux et de types de fabrication. Toutes les cuvettes en plastique ou en verre ou en quartz fonctionneront et la cuvette collée est souvent un excellent choix avec des prix bon marché. Surtout lorsque vous avez besoin de personnaliser certaines cuvettes, cuvettes collées peuvent économiser beaucoup dans le budget et beaucoup plus court délai par rapport à la poudre fondue ou tous les types fusionnés.
Lors de l’exécution d’expériences de solvants organiques ou corrosifs impliqués, au lieu de matériaux collés ou en plastique, le verre optique et le matériau de quartz seront le choix préféré car ces deux matériaux sont beaucoup plus robustes. Les liaisons de cuvette collées seront dissoutes par des solvants organiques, au lieu de cela, poudre fondue et toutes les cuvettes fusionnées fonctionneront pour la plupart de ces situations.
*TOUS FUSIONNÉS:
Ces cuvettes sont moulées et fabriquées en une seule pièce et faites de matériau de quartz ES.
fonctionnalités:
- Résistant aux températures élevées < (1200°C)
- Produits chimiques organiques et corrosifs résistants
- Transmission la plus élevée par rapport aux autres matériaux
- Aucune variation de lecture de données n’est disponible sur demande < (par défaut 0,3 %)
note: Ces cuvettes ALL FUSED peuvent être utilisées avec les solvants organiques les plus populaires, ainsi que les acides et les bases. Ils sont compatibles avec des produits chimiques tels que l’acétone, le butanone, le DMF et l’acide chlorhydrique concentré.
*Poudre fondue:
Ces cuvettes sont faites de matériaux à quartz UV et sont les plus rentables. Meilleures ventes.
fonctionnalités:
- Résistant aux températures élevées < (600°C)
- Produits chimiques les plus organiques et corrosifs résistants
- Taux de transmission élevé
Ce type de cuvettes est résistant à la plupart des solvants organiques, des acides et des bases. Cependant, il a une chance d’être taché par certains produits chimiques sur les bords de liaison. C’est une alternative beaucoup moins chère au type ALL FUSED.
*Transmission élevée:
Les cuvettes à transmission élevée ont les mêmes caractéristiques et spécifications que la poudre fusionnée à l’exception d’une transmission plus élevée. Ils sont faits de matériaux en verre de quartz ES.
note: s’il vous plaît ne pas utiliser la poudre fondu ou haute transmission cuvettes pour stocker des produits chimiques pendant une longue période. Nettoyez-les après utilisation.
*Collé:
Ces cuvettes sont assemblées avec de la colle et sont le moyen le plus simple de personnalisation.
fonctionnalités:
- Non résistant aux températures élevées < (100°C)
- Produits chimiques organiques et corrosifs non résistants, utilisés avec des échantillons aqueux seulement
- Taux de transmission élevé
note: Veuillez noter que ces cuvettes collées ne doivent pas être utilisées avec du benzène, du toluène, de l’aqua regia, de l’éthanol, des solutions corrosives ou d’autres substances similaires, car elles peuvent dégrader les liaisons entre les morceaux et provoquer une fuite de la cuvette. Ne rincez pas la cuvette avec de l’éthanol ou des solutions similaires pour le nettoyage.
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||
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*ALL FUSED | *POWDER FUSED | *HIGH TRANSMISSION | *GLUED | ||||
UV vis ( 190 – 2500 nm) | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |||
NIR ( 260 – 3500 nm) | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |||
Glass ( 350 – 2000 nm) | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |||
Matched Pair | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |||
Transmission > 80% | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ | |||
Transmission > 83% | ✔ | ✖ | ✔ | ✖ | |||
Resistant to Acids and Bases | ✔ | ✔ | ✔ | ✖ | |||
Resistant to Organic Solvents | ✔ | ✔ | ✔ | ✖ | |||
Usable upto 600°C (1112°F) | ✔ | ✔ | ✔ | ✖ | |||
Usable upto 1200°C (2192°F) | ✔ | ✖ | ✖ | ✖ | |||
0 Variations Reading | ✔ (On Request) | ✖ | ✖ | ✖ | |||
Fabrication | Molded | Assembled with Quartz Powder | Assembled with Quartz Powder | Assembled with Glue | |||
Storage | Long Term | Clean after Use | Clean after Use | Clean after Use | |||
Available Material | Quartz Material |
Comprendre les volumes de Cuvette
En plus des facteurs ci-dessus, vous devez choisir la taille de la cuvette pour tenir les échantillons. Le volume de cuvette est le volume de solution maximum qu’une cuvette peut contenir en toute sécurité.
Le volume de cuvette standard et le plus couramment utilisé est de 3,5 mL pour une cellule cuvette de dimension intérieure de 10 mm x 10 mm. Mais comment ce volume est-il configuré ?
3.5mL est le volume standard de cuvette le plus couramment utilisé
Comment pouvez-vous comprendre le volume d’une cuvette?
Il pourrait s’agir d’un calcul simple dans le calcul de n’importe quel volume de cuvette. Comme la cuvette standard de 10x10mm est de 3,5 mm, nous pouvons facilement comprendre la cuvette standard avec 10mm et longueurs de chemin vont de 1-100mm. Voir le tableau ci-dessous:
1-100 mm Standard Cuvette Volumes
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
---|---|---|---|---|
Path Length | Outer Dimension | Inner Length | Inner Width | Volume |
0.1mm | 2.6 x 12.5 x 45mm | 0.1mm | 10mm | 30uL |
0.2mm | 2.7 x 12.5 x 45mm | 0.2mm | 10mm | 70uL |
0.5mm | 3.0 x 12.5 x 45mm | 0.5mm | 10mm | 170uL |
1mm | 3.5 x 12.5 x 45mm | 1mm | 10mm | 0.35mL |
2mm | 4.5 x 12.5 x 45mm | 2mm | 10mm | 0.7mL |
5mm | 7.5 x 12.5 x 45mm | 5mm | 10mm | 1.7mL |
10mm | 12.5 x 12.5 x 45mm | 10mm | 10mm | 3.5mL |
20mm | 22.5 x 12.5 x 45mm | 20mm | 10mm | 7mL |
30mm | 32.5 x 12.5 x 45mm | 30mm | 10mm | 10.5mL |
40mm | 42.5 x 12.5 x 45mm | 40mm | 10mm | 14mL |
50mm | 52.5 x 12.5 x 45mm | 50mm | 10mm | 17.5mL |
100mm | 102.5 x 12.5 x 45mm | 100mm | 10mm | 35mL |
0.1 – 100 mm Standard Cuvettes
Mais comment le volume standard de cuvette 3.5mL est-il calculé ? Voici la formule que nous utilisons :
La dimension intérieure de la cuvette avec une épaisseur de 1,25 mm :
L (12.5-1.25) x W (12.5-1.25) x H (45-1.25) x 80%=3.5mL
Vous vous demandez peut-être pourquoi 80% du volume intérieur total est appliqué?
C’est parce que vous êtes censé remplir la cuvette que jusqu’à 80% pour éviter un déversement facile qui cause beaucoup de problèmes pendant les mesures d’essai.