Küvetten für Spektrometer

Die zur Messung einer Probe eingesetzte Küvette gehört zum optischen System des Spektrometers. Daher haben die Position, die Geometrie und der Zustand der Küvette einen Einfluss auf die Genauigkeit und Präzision von Absorptionsmessungen und sollten sorgfältig geprüft werden.

Die optische Pfadlänge einer Küvette beschreibt die Distanz, die Licht innerhalb der Innenwände einer Küvette zurücklegt.

Bei einer herkömmlichen Spektrometerküvette entspricht der Lichtpfad bzw. die Pfadlänge dem inneren Abstand zwischen dem Fenster an der Vorderseite und dem Fenster an der Rückseite. Die optische Pfadlänge einer Standardküvette beträgt 10 mm.

Das Material der Küvette kann je nach Wellenlänge selbst eine Absorption verursachen. Quarzküvetten sind im gesamten Messbereich (UV Vis) vollkommen lichtdurchlässig. Einwegküvetten aus Kunststoff sind häufig nur im sichtbaren Bereich des Lichtspektrums durchlässig. Daher ist bei der Küvettenauswahl hauptsächlich auf die Anwendung zu achten.

Gemäss dem Lambert-Beer'schen Gesetz verhält sich die Absorption direkt proportional zur Pfadlänge der Küvette und zur Probenkonzentration. Durch die Auswahl der idealen Pfadlänge (z. B. 1 mm bis 5 cm) können Verdünnungen vermieden werden. Eine Absorption im Bereich von 0,2 A bis 1,5 A liefert die genauesten Resultate. Für hochkonzentrierte Proben ist ein Mikrovolumeninstrument mit sehr kurzer Pfadlänge (z. B. 1 mm oder 0,1 mm) ideal.

Nach guter Messpraxis sollte die Küvette zwischen den Messungen im Küvettenhalter verbleiben. Wird sie entfernt, muss darauf geachtet werden, dass die Küvette immer in der gleichen Richtung in den Küvettenhalter eingesetzt wird, z. B. mit dem Etikett zur Lichtquelle. So wird sichergestellt, dass die optischen Effekte für Referenz- und Probenmessungen identisch sind.

Für optimale Resultate müssen Referenz- und Probenmessungen mit dem gleichen Küvettentyp durchgeführt werden.

Die Fenster von Küvetten müssen aus einem Material gefertigt sein, das Licht des zu untersuchenden Spektrums durchlässt.

Für optimale Messungen im UV-Bereich muss UV-durchlässiges Glas wie Quarzglas oder SUPRASIL^® Glas verwendet werden.

SUPRASIL^® ist eine Marke von Heraeus (Quarzglas).

Für das sichtbare Spektrum (> 400 mm) werden häufig Küvetten aus optischem Glas oder Einwegküvetten aus PMMA (Polymethylmethacrylat) oder PS (Polystyrol) verwendet.

Einwegküvetten aus Polymethylmethacrylat absorbieren UV-Strahlung und wirken als Grenzfilter. Da die Messungen im UV-Bereich hierdurch ungenau werden, sollten diese Küvetten nur für Messungen im Bereich des sichtbaren Lichts eingesetzt werden.

Mischen Sie die Probe vor dem Gebrauch gut, insbesondere, wenn Nukleinsäuren oder Proteine resuspendiert werden. Vermeiden Sie beim Befüllen der Küvette die Verwendung von Glaspipetten, da diese die optische Oberfläche zerkratzen können. Pipetten mit Einweg-Kunststoffspitzen eignen sich ideal. Lassen Sie die Lösung an der Glaswand in die Küvette laufen, damit sich keine Bläschen bilden. Befüllen Sie die Küvette höchstens zu 80 % ihres Fassungsvermögens.

Die Fenster der Küvette, durch die das Licht einfällt, müssen vor jedem Gebrauch gereinigt werden. Verwenden Sie für eine gründliche Innen- und Aussenreinigung eine 60%ige Lösung aus Isopropanol und entionisiertem Wasser und wischen Sie die Küvette mit einem optischen Reinigungstuch oder einem fusselfreien Tuch ab, damit keine Kratzer auf der Oberfläche entstehen.

Zur Vermeidung einer höheren Absorption sollten Küvetten vor und nach dem Gebrauch gründlich gereinigt werden. Insbesondere muss darauf geachtet werden, dass die Fenster nach der Reinigung nicht berührt werden. Die Probe sollte unmittelbar nach der Messung entfernt werden, damit die Küvette nicht durch verdampfende Lösungsmittel beschädigt wird.

Eine höhere Absorption wird gemessen, wenn Rückstände wie Fingerabdrücke oder Fett auf den Küvettenfenstern verbleiben. Dies kann durch eine gründliche Reinigung vor und nach dem Gebrauch vermieden werden. Insbesondere muss darauf geachtet werden, dass die Fenster nach der Reinigung nicht berührt werden.

Halten Sie Küvetten nur an den mattierten Seiten und hinterlassen Sie keine Fingerabdrücke auf der Küvette.

Stellen Sie die Küvette mit der transparenten Seite in den Lichtstrahl und achten Sie darauf, dass das Küvettenetikett für Blindprobe und Probe in die gleiche Richtung zeigt. Achten Sie darauf, dass die Küvette gerade steht und vollständig im Küvettenhalter befestigt ist. Die Küvette darf sich nicht mehr bewegen.

Verwenden Sie den Deckel, der im Lieferumfang der Küvette enthalten ist, um die Verdunstung des Lösungsmittels oder bei hydrophilen Proben die Wasseraufnahme aus der Umgebungsluft auf ein Minimum zu reduzieren.

Die Durchflusszellen müssen nach einer Messreihe immer vollständig geleert werden. Damit das optische Fenster nicht verkalkt, sollte das Innere der Durchflusszelle mit Aceton ausgespült und anschliessend gründlich getrocknet werden, damit kein Aceton zurückbleibt.

Für die langfristige Lagerung sind spezielle Küvettenhalter erhältlich. Für die langfristige Lagerung sollte die mitgelieferte Box verwendet werden, damit Kratzer und Staubablagerungen auf der Glasoberfläche vermieden werden.

Nach guter Messpraxis sollte die Küvette zwischen den Messungen im Küvettenhalter verbleiben. Wird sie entfernt, muss darauf geachtet werden, dass die Küvette immer in der gleichen Richtung in den Küvettenhalter eingesetzt wird, z. B. mit dem Etikett zur Lichtquelle. So wird sichergestellt, dass die optischen Effekte für Referenz- und Probenmessungen identisch sind. Dank der hervorragenden Fertigungstoleranzen der Excellence-Küvetten von METTLER TOLEDO ist diese bevorzugte Ausrichtung nicht zwingend erforderlich, da die Absorptionsdifferenzen bei 180° minimal sind.

Sind Rückstände wie Fingerabdrücke oder Fett auf den Küvettenfenstern vorhanden, absorbieren diese einen Teil der Strahlung und erhöhen die Absorption. Dies kann durch eine gründliche Reinigung vor und nach dem Gebrauch vermieden werden. Insbesondere muss darauf geachtet werden, dass die Fenster nach der Reinigung nicht berührt werden.

Eine Küvette ist ein kleines rechteckiges Röhrchen, das mit wässrigen Proben gefüllt werden kann. Ihre Seiten sind gerade und bestehen aus durchsichtigem Material. Küvetten werden manchmal auch als Zellen oder Kapillare bezeichnet. Sie werden in der Spektralphotometrie zur Messung der Absorption einer bestimmten Wellenlänge eingesetzt.

Weist eine Küvette Kratzer oder kleine Risse im polierten Feld auf, sollte sie nicht mehr für Messungen eingesetzt werden, da Resultate verfälscht werden könnten oder die Küvette im Spektrometer brechen könnte. Zur Reparatur oder zum Kleben der Küvette verwendete Harze könnten die Messqualität beeinträchtigen. Die Reparatur einer gebrochenen Küvette wird daher nicht empfohlen.

Eine Blindküvette dient zur Kalibrierung der Spektrometerwerte vor der Messung einer unbekannten Lösung. Die Messwerte des Spektrographen verhalten sich relativ zur Blindküvette. Manche Umweltfaktoren wie Staub, Temperatur und Luftfeuchtigkeit können die Messwerte beeinflussen. Zur Eliminierung aller externer Faktoren werden die Spektrographmesswerte der Blindküvette aus den Messwerten der Problenlösungsküvette entfernt.

Optisches Glas von METTLER TOLEDO: 320 – 2 500 mm Wellenlänge; > 80 % Transmissionsbereich; sichtbares Spektrum

Quarzglas von METTLER TOLEDO: 200 – 2 500 mm Wellenlänge; > 82 % Transmissionsbereich; UV- und sichtbares Spektrum

Das übliche Fassungsvermögen einer herkömmlichen 10-mm-Makroküvette beträgt 3,5 mL (3 500 µL). Das Volumen einer Küvette kann einfach berechnet werden: innere Länge x innere Breite x innere Höhe x 80 % = Küvettenvolumen

Ein Küvettenpaar besteht aus zwei Küvetten aus demselben Material, die die gleiche optische Pfadlänge aufweisen. Aufgrund der besonderen Fertigungstoleranzen gewährleisten Küvettenpaare vergleichbare Messungen. Die Excellence-Küvetten von METTLER TOLEDO gewährleisten Fertigungstoleranzen von nur ± 0,01 mm und sind daher auch allein absolut zuverlässig.