Compreender o volume de Cuvette, material, comprimento do caminho, etc.

Compreender o volume de Cuvette, material, comprimento do caminho, etc.

Um espectrofotómetro é a escolha ideal para medir materiais de absorção de luz de interesse ou transmissão a um comprimento de onda de espectro específico, desta forma para obter dados sobre a concentração e purezadasubstância. Um cuvette é um pequeno recipiente que contém amostras utilizadas para medições espectroscópicas que são colocadas nos espectrofometros. Cuvettes são feitos de vários tamanhos, volumes e materiais,e devemser transparentes para a gama de comprimentos de onda direcionados.

Tipos de Cuvettes

Para as medições fotométricas das soluções líquidas, as amostras devem ser posicionadas no caminho da luz ótica de um fotometro (espectrofotómetro, fluorómetro ou colorículo) num formato predefinido. A opção padrão para esta aplicação são cuvettes, recipientes de amostra contendo 2 ou 4 janelas óticas claras.

Figura 1. Comprimento padrão do caminho ótico de cuvettes

Existem tantos tipos de cuvetes disponíveis, (temos mais de 260 skus de cuvettes listados nos nossos sites), mesmo quando reduzindo a gama para apenas os usados para medições de absorvância no campo da Espectrofometria UV-vis.

Esquemas De Cuvettes diferentes

Diferentes esquemas Cuvettes, a – e são células de tamanho padrão

A solução de amostra é acomodada dentro do rlinhas ed das cuvettes acima. As células cuvette a – e são desenhadas para serem tamanhos externos de 12,5 x 12,5 x 45 mm.

  • a: 10 x 10 mm de tamanho interior de fluorescência cuvette;
  • b: 2 x 10 mm semi micro fluorescência cuvette;
  • c: 2 x 10 mm de cuveta de absorção semi-micro;
  • d: 2 x 10 mm de cuveta de volume sub micro;
  • e: 2 x 2 mm de tamanho interno fluorescência cuvette.

Os cuvetes fluorescence são cuvettes que têm 4 paredes claras (alguns tipos especializados de cuvettes têm três paredes transparentes) enquanto cuvettes de absorção são geralmente 2 paredes claras. Cuvettes f e g são exemplos de cuvetes de dimensão não padrão, que também são chamados cuvettes de comprimento de caminho curto. O comprimento do caminho e o tamanho externo são menores do que as cuvetas padrão.

O comprimento do caminho da cuvette é o comprimento da luz que atravessa a cuvette.

Cuvettes a e c têm comprimentos de 10 mm de caminho. As células cuvette b, c e f têm as mesmas dimensões internas (2 x 10 mm) e cuvettes e g têm as mesmas dimensões internas (2 x 2 mm) mas diferentes dimensões exteriores.

NOTA: As cuvetas f e g dimensões exteriores não são padrão e não são aplicáveis nesta discussão, a menos que sejam especificamente referidas. No entanto, aqueles que se sentem confortáveis com cuvetes padrão podem sempre usá-los, utilizando adaptadores adequados ou suportes de amostra especialmente concebidos.

Cuvette c é um cuvette de absorvância semi-micro volume (2 paredes claras). Tem duas paredes escuras (pretas) que nenhuma luz transmite. Isto é útil porque um cuvette de 10 mm de comprimento do caminho pode ser usado com um volume muito menor e qualquer luz que não passar pela solução será mascarada de chegar ao detetor de luz.

É muito importante não usar cuvette b em vez de cuvette c em uma experiência de absorvância. A utilização de b na medição de absorvância conduzirá a uma leitura incorreta, mesmo quando o fundo da cuvette b tiver sido medido. Cuvette c, por outro lado, não é adequado para uma medição de emissões, que é geralmente realizada por uma geometria diferente.

Os fatores que incluem as características da amostra, a disponibilidade de volume, os níveis de concentração e os tipos de medições a tomar devem afetar a decisão na escolha da cuveta adequada para as suas aplicações.

Figura 2. Diferentes Tipos de Cuvettes

Cuvettes por Volume

O cuvette mais utilizado é o tipo quadrado com uma dimensão externa de 12,5 x 12,5 mm e uma altura de 45 mm e um tamanho interno de 10 x 10 mm. Esta é uma dimensão padrão para a qual a maioria dos espectrofometros e porta-fluorómetros são projetados. Mtodos os tipos de cuvetes maiores e menores também estão disponíveis. Estão também disponíveis adaptadores que permitem que cuvetes de comprimento de caminho curto mais pequenos no suporte padrão que aceita cuvetes quadrados de 12,5 mm x 12,5 mm quadrados.

Com este tamanho externo, os cuvetes estão disponíveis de < 100 microlitros (sub-micro cuvettes

) a algumas centenas de microlitros(semi-micro cuvettes

) para cuvetes de volume padrão

de 3,5 mililitros. Claro, um maior volume de cuvettes (
tipo macro
) maior que 3,5 mL também está disponível, e o tamanho externo será maior.

Figura 3. Cuvettes diferem em volume com a mesma pegada

Como é determinado o volume cuvette?

O volume da cuvette também se refere ao volume líquido da amostra que foram concebidos para conter.

Um cuvette quadrado de 1 cm acomoda 1 mL de líquido por 1 cm de altura. Por conseguinte, uma cuveta de 43,75 mm de altura (45 mm – 1,25 mm de espessura de base) pode conter até 4,375 mL de líquido. Se a cuvette estiver 80% cheia, então o volume total será de 3,5 mL, que é o chamado volume padrão.

4.375 mL x 80% = 3,5 mL

A razão pela qual 80% é que nunca deve encher a cuvette mais de 80%. Quando os líquidos estão demasiado perto da borda da célula > (80%), podem derramar facilmente e causar muitos problemas durante as medições.

Quais são as opções de volume cuvette?

Quatro tipos de opções de volume estão disponíveis na escolha de um cuvette:

  • O volume de medição de uma cuvette macro é superior a 3,5 mL (7 – 35mL).
  • Um cuvette de volume padrão contém um volume de medição de 3,5 mL.
  • Um volume de semi-micro cuvette contém amostras de 0,35 mL – 1,7 mL. Entre estes tipos de cuvetes de comprimento de caminho curto pode requerer cuvette suportes

    ou espaçadores

    .

  • Um cuvette de sub micro volume contém amostras entre 20 uL e 350 uL.

Figura 4. Macro Cuvettes

Figura 5. Cuvettes standard de 3,5 mL

Qual é a escolha dos Cuvettes micro volume para amostras limitadas?

Para muitas medições biológicas, as amostras são tão valiosas e alguns mililitros do volume são difíceis de atingir. O volume necessário pode ser diminuído tornando dois ou quatro lados da cuvette dentro das paredes mais grossas.

Por exemplo, uma cuvette de 4 mm é uma cuvette com um tamanho externo de 12,5 mm x 12,5 mm e um tamanho interno de 4 mm x 10 mm. Tal cuvette de 4 mm exigirá um volume líquido de 1,4 mL por – 45 mm de altura; da mesma forma, uma cuvette de 1 mm corresponde a um volume líquido de 0,35 mL por – 45 mm de altura de cuvette.

Veja os exemplos abaixo:

Figura 6. Semi Micro Cuvettes com Bases Quadradas de 12,5*12,5 mm

Figura 7. Montagem e Espaçador permitindo cuvetes de comprimento de caminho curto em suporte padrão

Os espectrofometros e os fluorómetros fazem medições numa das três dimensões

padrão do feixe ótico Z (a distância do fundo da cuvette para o centro da abertura de medição)— quer de 8,5, 15 ou 20 mm — dependendo do instrumento específico.

Cuvetes padrão são geralmente retos e caberão na maioria dos espectrofometros. Por outro lado semi micro cuvettes têm a mesma pegada exterior, mas o seu interior é tipicamente cónico a uma quantidade restrita de amostras. Independentemente, o sub micro cuvette é projetado para medir através da amostra numa dimensão Z específica na câmara. É importante certificar-se de que a cuveta selecionada para as medições da amostra é compatível com a altura da dimensão Z do seu instrumento.

Figura 8. Cuvetes de sub volume diferem em dimensões Z

Cuvette por Comprimento do Caminho

Num laboratório de investigação típico, o espectrofotómetro tem um tamanho de câmara padrão no qual um cuvette é acomodado para permitir que um comprimento de onda de luz específico passe pela solução da amostra. Esta distância entre as janelas óticas paralelas cuvette é fabricada com precisão e pré-conhecida, que é conhecida como a comprimento do caminho da cuvette.

Comprimento do caminho de Cuvette

Figura 9. Comprimento do caminho de Cuvette

O comprimento padrão

do caminho de uma cuvette é de 10 mm, no entanto, um comprimento de caminho mais curto

e comprimento de caminho mais longo

também está disponível listado em stock. Os cuvetes de caminhos mais curtos são geralmente menores em volume e o comprimento do caminho da cuvette mais comprido faz com que o cuvette seja maior volume.

Aqui estão algumas características importantes de cuvettes a considerar:

  • Ao recolher amostras medições que são encontradas em concentrações baixas – por exemplo, RNA, ADN de um só encado e oligonucleótidos – recomenda-se um comprimento de caminho suficiente para que as leituras de dados estejam dentro da gama linear de medição do instrumento. O tamanho padrão é de 10 mm de comprimento do caminho, a boa notícia é que cuvettes com um comprimento de caminho opcional estão agora disponíveis conosco (
    comprimento do caminho duplo).

Figura 10. Cuvette de 10mm que pode ser rotativa 90 Graus para permitir uma leitura a 2 / 5 mm comprimento do caminho

  • Medir uma pequena amostra de volume sobre um comprimento de caminho curto é mais fácil e rápido do que tomar vários passos para diluir uma amostra. Além disso, como há menos etapas de canalização de transferência, as leituras são mais prováveis de serem mais fiáveis e precisas.
  • Cuvetes de micro volume com um comprimento de caminho mais curto podem funcionar com espaçadores de cuvette ou suportes. Estes resultados de testes com cuvetes de caminho curto são mais precisos e fidedignas ao medir amostras concentradas, tais como ácidos nucleicos ou proteínas em comparação com as preparações da amostra diluidora.

Figura 11. Cuvettes e monte de comprimento de caminho curto

Cuvette por Materiais

Cuvettes feitas de diferentes materiais podem caber em diferentes gamas espectrais. É importante garantir que a cuvette selecionada seja transparente para os comprimentos de onda específicos ao medir as amostras de interesse. Uma escolha ideal de material cuvette também só acomodaria amostras (principalmente soluções líquidas) e não interage com as amostras utilizadas na medição.

Os cuvetes têm uma transmissão leve de uma gama limitada de comprimento de onda,e têm desfasamento dielétrico índice refrativo (índice refrativo diferente de ar e soluções), e podem ter danos tais como arranhões que podem ser muito pequenos e despercebidos. Todos estes fatores podem afetar a medição da experiência de resultados.

Os comprimentos de onda da cuvette a utilizar são determinados pelo material cuvette. Uma transmissão suficiente é importante para a cuveta para que a atenuação da luz nas paredes transparentes da célula não tenha um efeito negativo no resultado da medição.

A transmissão para todos os comprimentos de onda não é uniforme para cuvetes óticos padrão, e mais comummente a transmissão espectral no UV ou IR é o alcance de limitação. O alcance visível é geralmente transmitido por quase todos os tipos de material cuvette.

No entanto, não existe um acordo universal da transmissão mínima necessária para uma gama específica de comprimento de onda. E diferentes normas são aplicadas por diferentes fabricantes (varia entre 10% e 90% ).

Gama de transmissão utilizável de diferentes materiais

Material Gama de Transmissão
Quartzo UV distante 170 – 2700 nm
Perto do Quartzo DO IR 250 – 3500 nm
Quartzo UV 220 – 2500 nm
Vidro ótico 340 – 2500 nm
Plástico 380 – 850 nm
Plástico UV 220 – 900 nm

Esta tabela não deve ser tomada ou utilizada como referência literalmente. Só é usado para que o leitor compreenda que a gama utilizável de cuvettes variará consideravelmente. É importante ter certeza de que a cuvette a ser usada funcionará sob o alcance de comprimento de onda de interesse.

O material de quartzo

tem a maior resistência à transmissão e à temperatura, o mais importante é transparente tanto na luz visível como na gama UV e é uma escolha adequada ao medir amostras no espectro da luz UV.

Os

materiais de vidro

e plástico são normalmente transparentes à luz visível (380-700 nm), mas absorvem nos UV (190 – 340 nm) comprimento de onda varia. Portanto, cuvetes de vidro e plástico são ideais para ensaios de proteína colorimétrica ou medição da densidade da cultura bacteriana, que não pode ser utilizado para medições de concentração e pureza de amostras nas gamas UV. Cuvetes de plástico são de baixo custo e descartáveis.

Os cuvetes de plástico funcionam com menos de 380 nm, mas o resto da maioria dos cuvetes de plástico transparentes não são adequados para experiências de fluorescência ou absorção.

De facto, o processo de fabrico (qualidade da superfície e pureza da parede) conduz à atenuação da luz (a taxa de absorção). Portanto, o desempenho da cuvette pode diferir entre as marcas. Além disso, muitos fabricantes utilizam os seus próprios materiais proprietários e revestimento de superfície para aumentar a sua gama de transmissão e/ou reduzir os seus custos de cuvet.

Nota: Pode ser necessária uma transmissão elevada para produzir resultados significativos e fidedignas, o que pode causar problemas nas bordas das gamas de transmissão de cuvette.

Existem vantagens e desvantagens para os tipos de cuvettes. Aqui ficam mais algumas dicas para guiá-lo na seleção da cuvette mais apropriada para medições precisas e de forma fiável da amostra.

Como tomar a decisão?

A escolha do tipo de cuvette depende do instrumento a utilizar, da natureza da experiência e da própria amostra. É importante que os cuvetes e células têm como transmissão alta possível para certos comprimentos de onda medidos, por isso não normalmente limitamos o material à gama linear do fotometro. Os cuvetes de quartzo

têm a transmissão mais alta entre todos os materiais.

Figura 12. Cuvettes de Quartzo com Transmissão Mais Alta

Os requisitos do equipamento exigem que a cuvette seja compatível com o instrumento. O tamanho externo da cuvette, porque deve caber no suporte cuvette, é de grande importância, e também tomar nota da altura da câmara de medição.

Outro fator a ter em conta é a posição do feixe de luz(dimensão Z): a fonte luminosa deve poder passar pela janela ótica dos cuvetes. Isto é particularmente importante para cuvetes de sub-micro volume que têm aberturas muito pequenas. As janelas claras para feixes de luz podem ser muito pequenas (ou seja, 2 mm x 5 mm). Se não escolhido corretamente o Dimensão Z (altura da luz), as micro cuvetes podem muito bem não ser compatíveis e não podem ser utilizadas. As dimensões Z comuns são de 8,5 mm, 15 mm e 20 mm.

Cuvette pequena janela com dimensão Z 8.5 15 20mm

Figura 13. Pequena janela Cuvettes Dimensão Z de 8,5 15 20mm

O próximo fator principal é a medição dos comprimentos de onda espectral envolvido nas aplicações. PmMA, poliestireno ou cuvetes de vidro ótico são transparentes apenas na gama visível. Quando as medições estão a aplicar comprimentos de onda UV de Devem ser utilizados cuvetes dequartzo ou cuvetes de quartzo com transmissão suficiente.

Curva de absorção de material de quartzo e vidro

Figura 14. Absorvância de Cuvettes Feitas de Quartzo ou Material de Vidro entre 220 nm e 400 nm

Temperatura controlada por Cuvette

Para os métodos que dependem de reações a uma medida específica de temperatura e absorvância ao longo do tempo, aquecimento e controlo eficiente da temperatura da amostra durante o processo é essencial. Neste caso, a área de contacto entre a parede de cuvette e o eixo cuvette controlado pela temperatura também deve ser o maior possível, para além de uma resistência adequada ao material. Portanto, em aplicações controladas pela temperatura certos cuvettes, tais como macro cuvettes

oferecem vantagens.

Outros fatores a ter em conta na escolha de uma cuvette incluem a resistência química,o volume de amostra e a concentração à mão.

Resistência Química Cuvette

O material a partir do qual a cuvette é produzida é relativamente menos importante quando a amostra é um aquoso solução. Os cuvetes de plástico, vidro ou quartzo funcionam todos e pode até escolher as cuvetas coladas nRC mais acessíveis.

Se os solventes orgânicos, por outro lado, estão envolvidos, as cuvetas de vidro e quartzo são a escolha preferida porque são mais robustas em comparação com alternativas plásticas. E o NRC não funcionará com solventes orgânicos, em vez disso, deve ir com versões CRF ou HTR.

Os tipos de Cuvettes diferem na resistência química

Figura 15. Os tipos de Cuvettes diferem na resistência química

*HTR: Resistente a altas temperaturas. Mais alta qualidade para experiências avançadas. Estes tipos de cuvettes são derretidos e fabricados como uma peça, com uma resistência extraordinária a altas temperaturas (<1200°C) e produtos químicos corrosivos. Transmissão é 83% mais. Variação zero de leitura de dados está disponível a pedido (padrão < 0,3%) por 2 ou mais peças. HTR-5 significa que a cuvette tem 5 paredes claras.

  • Nota: Estes cuvetes HTR podem ser usados com

    solventes orgânicos mais populares,

    assimcomo

    ácidos e bases

    . São compatíveis com químicos como acetona, butanona, DMF e ácido clorídrico concentrado.

*CRF: Fundido à prova de produtos químicos. Bestseller! Este tipo de cuvettes é resistente à maioria dos solventes orgânicos, ácidos e bases. No entanto, tem a oportunidade de ser manchado por alguns produtos químicos para as bordas da ligação. É uma alternativa mais barata ao tipo HTR. CRF-H tem uma transmissão mais alta (83% v.s. 80%) do que a CRF e a mesma transmissão com HTR.

  • Nota: por favor, não use a cuvette CRF para armazenar produtos químicos durante muito tempo. Limpe-o depois de o utilizar.

NRC: Não resistente a produtos químicos. Este tipo de cuvette é montado com cola.

  • Nota: Por favor, note que estes cuvetes NRC não devem ser utilizados com benzeno, tolueno, aqua regia, etanol, soluções corrosivas ou outras substâncias semelhantes, uma vez que podem degradar as ligações entre as peças e causar a fuga da cuvette.

    NÃO

    enxaguar a cuvette com etanol ou soluções semelhantes para a limpeza.

Continuar a ler Explicação de HTR, CRF, NRC e Resistência Química

Volume de amostra muito pequeno

Se apenas algumas amostras estiverem disponíveis, a reutilização pode considerar-se a amostra para as seguintes medições. Neste caso, recomenda-se a utilização de descartáveis cuvetes de plástico. O risco de contaminação será minimizado se as cuvetas plásticas forem embaladas individualmente e tiverem uma qualidade de pureza adequada.

Alternativamente, podem ser selecionados cuvetes sub-quartzo

que foram concebidos para serem utilizados com volumes de cuvetesextremamente micro.

  • Cuvetas sub micro ou microvolume podem ser reutilizadas, eliminando a necessidade de repor continuamente o stock de cuvettes consumíveis. É possível recuperar amostras preciosas não diluídas para algumas medições a jusante, especialmente aquelas em que a esterilidade não é um requisito obrigatório.

Figura 16. Sub Micro Cuvettes

Concentração de amostras e comprimento do caminho de Cuvette

O concentração da amostra também influencia a seleção da cuvette como cada instrumento tem uma deteção superior limite. Por exemplo, um ADN de dois fios pode ser quantificado com precisão até à concentração máxima de 100 μg/ml, quando se utiliza um espectrofotómetro com uma gama linear de medição de até 2 A com um comprimento de trajetória de cuvette de 10 mm.

As soluções de concentração mais elevadas devem ser diluídas, ou uma cuvette com um comprimento de caminho mais curto

pode ser usado para simular a diluição. Conhecido pelo
Lei Beer-Lambert
, Um comprimento de caminho de 1 mm cuvettes permitirá que a concentração de DSDNS seja tão alta como 1.000 μg/mL.

Leitura estendida: Configuração do Espectrofotómetro visível UV e Lei Beer-Lambert

De um modo geral, os cuvetes de quartzo e vidro têm uma maior transmissão e precisão das medições de espectroscopia, e estes cuvetettes podem ser reutilizados muitas mais vezes. No entanto, a cuvette de plástico é barata e fácil de usar, não é necessário limpar e evitar a contaminação cruzada, o que a torna uma excelente escolha para proteínas, ADN e ARN, e soluções aquosas.

É tudo por hoje! Obrigado pelo seu tempo de leitura!

A Equipa Cuvet.Co


You've just added this product to the cart: