Hellma 比色皿 110-QS-10-40

在光譜分析的精密世界里，數據的準確性和可靠性往往始于一個看似簡單的組件——比色皿（Cuvette）。作為樣品承載的核心，其品質直接決定了光路是否純凈、測量是否可信。德國Hellma以其百年光學制造底蘊，樹立了行業，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典型號：110-QS-10-40，深入解析其精密設計與性能，揭示它為何成為眾多實驗室“光學窗口"。

一、 核心身份與設計精髓

·         型號解碼： 110-QS-10-40 清晰定義了它的關鍵屬性：

o    110： Hellma標準矩形比色皿系列代號。

o    QS： 材質標識，代表熔融石英/熔融二氧化硅 (Fused Silica)。這是頂級光學材料，擁有的透光范圍和極低的自發熒光。

o    10： 光程長度 (Pathlength) 為 10 毫米 (mm)。這是常用、標準化的光程之一，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格（通常高度約45mm，容積約3.5 ml）。

·         結構形式： 標準矩形比色皿，具有兩個精密拋光的光學窗口面（通常為四面拋光，但兩個寬面用于光路透射），以及磨砂或刻字的側面以便標識。配備高質量石英玻璃窗片和PTFE（聚四氟乙烯）塞子，確保優異的密封性和化學惰性。

二、 關鍵功能參數：性能的量化體現

正是以下嚴謹的參數，鑄就了110-QS-10-40的性能：

1.  光學材質 (Material):

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

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

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

§  尤其在170-350 nm的紫外區，透光率遠優于普通光學玻璃或塑料比色皿，是紫外吸收測量的黃金標準。

o    熒光特性： 具有極低的自發熒光背景，這對于高靈敏度的熒光光譜分析至關重要，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 (Geometry):

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

o    內部寬度 (Internal Width): 約 10 mm (標準矩形設計)。

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)。這個尺寸使其能兼容絕大多數分光光度計和熒光光度計的樣品室。

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

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

3.  光學性能 (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據表或批次證書），確保光通量大化。

o    光學面質量：

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

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

§  表面質量 (Surface Quality): 精密拋光至高標準（如60-40或40-20劃痕-麻點），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用（如雙光束儀器或參比池），Hellma提供經過嚴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，有時甚至達到 ≤ 0.001 A 的水平。

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

o    耐化學性 (Chemical Resistance): 極其優異。熔融石英能耐受：

§  強無機酸（濃硫酸、硝酸、鹽酸、王水等）。

§  強堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀等）。

§  絕大多數有機溶劑（醇類、酮類、烴類、鹵代烴等）。

§  強氧化劑。

§  注意： 對氫氟酸(HF)、熱濃磷酸和強堿熔融物敏感，應避免接觸。

o    熱穩定性 (Thermal Stability): 非常高。軟化點（約1700°C），熱膨脹系數極低。可在-190°C (液氮溫度) 至 +1100°C 的寬范圍內使用（具體高連續使用溫度需參考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，防止樣品揮發或泄漏（尤其在高揮發性溶劑或長時間測量時）。

三、 核心優勢與應用場景

基于上述參數，110-QS-10-40展現出優勢：

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

·         精準可靠： 高精度的光程、優異的光學面質量和嚴格的配對公差，保證了測量結果的準確性、重復性和可比性，特別適用于定量分析、標準曲線繪制、動力學研究等。

·         堅若磐石： 化學耐受性和熱穩定性，使其能應對苛刻的化學環境和溫度條件（如高溫反應動力學、低溫光譜），大大擴展了應用范圍，延長了使用壽命。

·         兼容廣泛： 標準化的尺寸設計確保其能無縫適配于絕大多數商業化的分光光度計、熒光光度計、拉曼光譜儀等。

典型應用領域包括：

·         紫外-可見分光光度法 (UV-Vis Spectroscopy): 濃度測定（核酸、蛋白質、酶、藥物、化學物質）、純度分析、動力學研究（酶促反應、化學反應速率）。

·         熒光光譜法 (Fluorescence Spectroscopy): 熒光定量分析、熒光標記研究、環境監測（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用。

·         動力學研究 (Kinetic Studies): 監測隨時間變化的吸光度或熒光強度變化。

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

·         化學合成監測 (Reaction Monitoring): 在線或離線監測反應進程。

·         質量控制和標準測試 (Quality Control & Standard Testing): 需要高精度和可靠性的標準化分析。

四、 精密制造的結晶

Hellma 110-QS-10-40的品質源于德國制造的工藝：

·         頂級原料： 選用高純度、光學級熔融石英材料。

·         精密加工： 先進的切割、研磨和拋光技術確保光學面達到亞微米級的平面度和平行度，以及超光滑表面。

·         嚴格質檢： 每批產品都經過嚴格的光學性能（透光率、熒光背景）和幾何尺寸檢測。配對比色皿更是經過精密的吸光度差值篩選。

·         可靠密封： PTFE塞子的設計和制造確保密封可靠且化學惰性。

五、 總結：值得信賴的光學伙伴

Hellma比色皿型號110-QS-10-40絕非一個簡單的容器。它是熔融石英光學性能與德國精密制造工藝的結合體。其寬廣的光譜覆蓋（尤其稱霸紫外區）、超高的精度（光程、配對）、非凡的耐久性（耐化、耐溫）以及優異的低熒光特性，使其成為從基礎研究到工業質控等廣泛光譜分析領域中追求準確、可靠、通用測量的科學家和工程師們的理想選擇。雖然其價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用中的關鍵實驗，110-QS-10-40提供的價值回報使其成為一項明智且必要的投資。它靜靜地立于光路之中，卻是確保您實驗數據閃耀真實光芒的堅實基石。

Hellma 比色皿 110-QS-10-40