Hellma 比色皿 110-QS-10-40

在光譜分析的精密世界里，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性往往始于一個(gè)看似簡單的組件——比色皿（Cuvette）。作為樣品承載的核心，其品質(zhì)直接決定了光路是否純凈、測量是否可信。德國Hellma以其百年光學(xué)制造底蘊(yùn)，樹立了行業(yè)，其110-QS系列比色皿更是高性能的代表。今天，我們聚焦于其中的經(jīng)典型號(hào)：110-QS-10-40，深入解析其精密設(shè)計(jì)與性能，揭示它為何成為眾多實(shí)驗(yàn)室“光學(xué)窗口"。

一、 核心身份與設(shè)計(jì)精髓

·         型號(hào)解碼： 110-QS-10-40 清晰定義了它的關(guān)鍵屬性：

o    110： Hellma標(biāo)準(zhǔn)矩形比色皿系列代號(hào)。

o    QS： 材質(zhì)標(biāo)識(shí)，代表熔融石英/熔融二氧化硅 (Fused Silica)。這是頂級光學(xué)材料，擁有的透光范圍和極低的自發(fā)熒光。

o    10： 光程長度 (Pathlength) 為 10 毫米 (mm)。這是常用、標(biāo)準(zhǔn)化的光程之一，適用于廣泛的吸光度測量范圍。

o    40： 指代特定的高度和容積規(guī)格（通常高度約45mm，容積約3.5 ml）。

·         結(jié)構(gòu)形式： 標(biāo)準(zhǔn)矩形比色皿，具有兩個(gè)精密拋光的光學(xué)窗口面（通常為四面拋光，但兩個(gè)寬面用于光路透射），以及磨砂或刻字的側(cè)面以便標(biāo)識(shí)。配備高質(zhì)量石英玻璃窗片和PTFE（聚四氟乙烯）塞子，確保優(yōu)異的密封性和化學(xué)惰性。

二、 關(guān)鍵功能參數(shù)：性能的量化體現(xiàn)

正是以下嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膮?shù)，鑄就了110-QS-10-40的性能：

1.  光學(xué)材質(zhì) (Material):

o    熔融石英 / 熔融二氧化硅 (Fused Silica) - 這是核心優(yōu)勢所在。

o    透光范圍 (Transmission Range): ~170 nm 至 > 2600 nm。這是其耀眼的特點(diǎn)：

§  覆蓋深紫外 (DUV)、紫外 (UV)、可見 (VIS) 和近紅外 (NIR) 光譜區(qū)域。

§  尤其在170-350 nm的紫外區(qū)，透光率遠(yuǎn)優(yōu)于普通光學(xué)玻璃或塑料比色皿，是紫外吸收測量的黃金標(biāo)準(zhǔn)。

o    熒光特性： 具有極低的自發(fā)熒光背景，這對于高靈敏度的熒光光譜分析至關(guān)重要，能有效減少噪聲干擾，提升信噪比。

o    折射率： 約1.46 @ 589 nm。

2.  幾何參數(shù) (Geometry):

o    光程長度 (Pathlength): 10.00 mm ± 0.01 mm (通常標(biāo)稱值，Hellma以高精度制造著稱)。

o    內(nèi)部寬度 (Internal Width): 約 10 mm (標(biāo)準(zhǔn)矩形設(shè)計(jì))。

o    外部尺寸 (External Dimensions): 典型值約為 12.5 mm (寬) x 12.5 mm (深) x 45 mm (高)。這個(gè)尺寸使其能兼容絕大多數(shù)分光光度計(jì)和熒光光度計(jì)的樣品室。

o    容積 (Volume): 通常約為 3.5 ml (光程10mm時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)填充體積)。小工作體積通常需要覆蓋光路高度（約比光窗高度略少）。

o    光學(xué)面窗口尺寸 (Window Size): 典型約 10 mm x 45 mm (透光區(qū)域的高度)。

3.  光學(xué)性能 (Optical Performance):

o    透光率 (Transmittance): 在波長下（如350 nm），通常提供 >85% 甚至更高的透光率（具體值需參考出廠數(shù)據(jù)表或批次證書），確保光通量大化。

o    光學(xué)面質(zhì)量：

§  平面度 (Flatness): 通常優(yōu)于 λ/4 @ 633 nm 或更高標(biāo)準(zhǔn)，保證光束波前不失真。

§  平行度 (Parallelism): 光學(xué)窗口面高度平行，偏差極小（例如 < 1 arcmin），避免光束偏移或干涉條紋。

§  表面質(zhì)量 (Surface Quality): 精密拋光至高標(biāo)準(zhǔn)（如60-40或40-20劃痕-麻點(diǎn)），大程度減少散射光損失。

o    配對誤差 (Tolerance of Pairs): 對于需要高精度比較測量的應(yīng)用（如雙光束儀器或參比池），Hellma提供經(jīng)過嚴(yán)格測試配對的比色皿。配對比色皿在特定波長（如350 nm或更寬范圍）的吸光度差值通常 ≤ 0.005 A 或更低，有時(shí)甚至達(dá)到 ≤ 0.001 A 的水平。

4.  物理與化學(xué)特性 (Physical & Chemical Properties):

o    耐化學(xué)性 (Chemical Resistance): 極其優(yōu)異。熔融石英能耐受：

§  強(qiáng)無機(jī)酸（濃硫酸、硝酸、鹽酸、王水等）。

§  強(qiáng)堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀等）。

§  絕大多數(shù)有機(jī)溶劑（醇類、酮類、烴類、鹵代烴等）。

§  強(qiáng)氧化劑。

§  注意： 對氫氟酸(HF)、熱濃磷酸和強(qiáng)堿熔融物敏感，應(yīng)避免接觸。

o    熱穩(wěn)定性 (Thermal Stability): 非常高。軟化點(diǎn)（約1700°C），熱膨脹系數(shù)極低。可在-190°C (液氮溫度) 至 +1100°C 的寬范圍內(nèi)使用（具體高連續(xù)使用溫度需參考Hellma手冊，通常在900°C以上）。能承受劇烈的溫度變化。

o    密封性 (Sealing): PTFE塞子提供良好的密封，防止樣品揮發(fā)或泄漏（尤其在高揮發(fā)性溶劑或長時(shí)間測量時(shí)）。

三、 核心優(yōu)勢與應(yīng)用場景

基于上述參數(shù)，110-QS-10-40展現(xiàn)出優(yōu)勢：

·         全光譜通才： 的寬光譜透光范圍（深紫外到近紅外），使其成為需要覆蓋紫外、可見、近紅外的通用型研究的。

·         紫外區(qū)： 在170-350 nm的紫外區(qū)，其高透光率和低熒光背景是進(jìn)行核酸（DNA/RNA）、蛋白質(zhì)、藥物、特定污染物等紫外吸收或熒光定量分析的條件。

·         精準(zhǔn)可靠： 高精度的光程、優(yōu)異的光學(xué)面質(zhì)量和嚴(yán)格的配對公差，保證了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性、重復(fù)性和可比性，特別適用于定量分析、標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制、動(dòng)力學(xué)研究等。

·         堅(jiān)若磐石： 化學(xué)耐受性和熱穩(wěn)定性，使其能應(yīng)對苛刻的化學(xué)環(huán)境和溫度條件（如高溫反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、低溫光譜），大大擴(kuò)展了應(yīng)用范圍，延長了使用壽命。

·         兼容廣泛： 標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸設(shè)計(jì)確保其能無縫適配于絕大多數(shù)商業(yè)化的分光光度計(jì)、熒光光度計(jì)、拉曼光譜儀等。

典型應(yīng)用領(lǐng)域包括：

·         紫外-可見分光光度法 (UV-Vis Spectroscopy): 濃度測定（核酸、蛋白質(zhì)、酶、藥物、化學(xué)物質(zhì)）、純度分析、動(dòng)力學(xué)研究（酶促反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)速率）。

·         熒光光譜法 (Fluorescence Spectroscopy): 熒光定量分析、熒光標(biāo)記研究、環(huán)境監(jiān)測（如PAHs）、藥物篩選、生物分子相互作用研究（需極低熒光背景）。

·         近紅外光譜法 (NIR Spectroscopy): 某些需要高透過率窗口的應(yīng)用。

·         動(dòng)力學(xué)研究 (Kinetic Studies): 監(jiān)測隨時(shí)間變化的吸光度或熒光強(qiáng)度變化。

·         高溫/低溫光譜 (High/Low-Temperature Spectroscopy): 研究溫度對樣品光學(xué)性質(zhì)的影響。

·         化學(xué)合成監(jiān)測 (Reaction Monitoring): 在線或離線監(jiān)測反應(yīng)進(jìn)程。

·         質(zhì)量控制和標(biāo)準(zhǔn)測試 (Quality Control & Standard Testing): 需要高精度和可靠性的標(biāo)準(zhǔn)化分析。

四、 精密制造的結(jié)晶

Hellma 110-QS-10-40的品質(zhì)源于德國制造的工藝：

·         頂級原料： 選用高純度、光學(xué)級熔融石英材料。

·         精密加工： 先進(jìn)的切割、研磨和拋光技術(shù)確保光學(xué)面達(dá)到亞微米級的平面度和平行度，以及超光滑表面。

·         嚴(yán)格質(zhì)檢： 每批產(chǎn)品都經(jīng)過嚴(yán)格的光學(xué)性能（透光率、熒光背景）和幾何尺寸檢測。配對比色皿更是經(jīng)過精密的吸光度差值篩選。

·         可靠密封： PTFE塞子的設(shè)計(jì)和制造確保密封可靠且化學(xué)惰性。

五、 總結(jié)：值得信賴的光學(xué)伙伴

Hellma比色皿型號(hào)110-QS-10-40絕非一個(gè)簡單的容器。它是熔融石英光學(xué)性能與德國精密制造工藝的結(jié)合體。其寬廣的光譜覆蓋（尤其稱霸紫外區(qū)）、超高的精度（光程、配對）、非凡的耐久性（耐化、耐溫）以及優(yōu)異的低熒光特性，使其成為從基礎(chǔ)研究到工業(yè)質(zhì)控等廣泛光譜分析領(lǐng)域中追求準(zhǔn)確、可靠、通用測量的科學(xué)家和工程師們的理想選擇。雖然其價(jià)格通常高于玻璃或塑料比色皿，但對于需要性能保證、尤其是在紫外和熒光應(yīng)用中的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)，110-QS-10-40提供的價(jià)值回報(bào)使其成為一項(xiàng)明智且必要的投資。它靜靜地立于光路之中，卻是確保您實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)閃耀真實(shí)光芒的堅(jiān)實(shí)基石。

Hellma 比色皿 110-QS-10-40