큐벳
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1. 개요
큐벳은 분광학적 측정을 위한 투명한 용기로, 빛을 통과시켜 시료의 흡수 또는 투과 특성을 분석하는 데 사용된다. 큐벳은 자외선 투과 요구 사항에 따라 석영, 플라스틱, 유리, 사파이어 등의 다양한 재질로 제작되며, 자외선 영역에서는 석영 큐벳이, 가시광선 영역에서는 유리나 플라스틱 큐벳이 주로 사용된다. 큐벳 사용 시에는 표면의 긁힘, 용매, 온도 변화 등에 주의해야 하며, 1934년 제임스 프랭클린 하이드에 의해 최초로 개발되었다.
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| 큐벳 | |
|---|---|
| 큐벳 | |
| 프랑스어 | cuvette (작은 그릇) |
| 용도 | 실험실에서 사용되는 작은 용기 |
| 특징 | |
| 재료 | 유리 석영 플라스틱 |
| 용도 | 분광광도법 형광 분석법 기타 과학적 측정 |
| 종류 | |
| 일회용 큐벳 | 저렴하고 오염 위험 감소 |
| 석영 큐벳 | 자외선 투과 가능 |
| 특수 큐벳 | 특정 실험에 최적화 |
| 사용법 | |
| 방향 | 광학 표면은 광선 경로와 수직이 되도록 배치 |
| 취급 | 깨끗하고 긁힘 없는 표면 유지 중요 |
| 세척 | 적절한 용매 사용, 잔여물 제거 |
| 주의사항 | |
| 재료 호환성 | 큐벳 재료와 용매 간 호환성 확인 필수 |
| 기포 | 측정 오류 유발 가능성, 완전히 제거 |
| 참고 문헌 | |
| 추가 정보 | Fisher Scientific 큐벳 카탈로그 Sigma-Aldrich 큐벳 정보 Hellma Analytics 큐벳 제품 |
2. 종류
큐벳은 크기, 형태, 사용 목적에 따라 다양하게 분류된다. 일반적으로 사용되는 큐벳의 종류는 다음과 같다.
- 표준 큐벳: 자외선-가시광선 분광법에 주로 사용되며, 광 경로 길이는 10mm이다.
- 형광 큐벳: 형광 분광법에 사용되며, 여기광과 방출광을 위해 서로 직각을 이루는 두 쌍의 투명한 면을 가진다.[1]
- 탠덤 큐벳: 중간에 유리 장벽이 있어 두 용액을 분리하여 측정하고 혼합할 수 있다.
- 미량 큐벳: 70µL 정도의 매우 적은 양의 시료를 측정할 때 사용된다.
- 대용량 큐벳: 2.5ml 이상의 시료를 담을 수 있다.
2. 1. 재질
전통적인 자외선-가시광선 분광법 또는 형광 분광법은 액체 시료를 사용한다. 종종 시료는 관심 물질이 용해된 용액이다. 시료는 큐벳에 넣고, 큐벳은 분광 광도계에 넣어 검사한다. 큐벳은 검사에 사용되는 파장 범위에서 투명한 재료로 만들 수 있다.
가장 작은 큐벳은 70 마이크로리터를 담을 수 있으며, 가장 큰 큐벳은 2.5 밀리리터 이상을 담을 수 있다. 너비는 시료를 통과하는 빛의 경로 길이를 결정하며, 이는 흡광도 값 계산에 영향을 미친다. 많은 큐벳은 10mm의 광 경로를 가지고 있어, 흡광 계수 계산을 단순화한다. 대부분의 큐벳은 분광 광도계 빛이 통과할 수 있도록 서로 마주보는 두 개의 투명한 면을 가지고 있지만, 일부 검사에서는 반사를 위해 단일 투명 면만 사용하기도 한다. 형광 측정의 경우, 여기광을 위해 분광 광도계 빛에 사용되는 면과 직각을 이루는 두 개의 투명 면이 필요하다.[1] 일부 큐벳은 위험한 용액을 사용하거나 시료를 공기로부터 보호하기 위해 유리 또는 플라스틱 캡을 씌운다.[2]
과거에는 자외선 영역 측정을 위해 재사용 가능한 석영 큐벳이 필요했다. 유리와 대부분의 플라스틱은 자외선을 흡수하여 간섭을 일으키기 때문이다. 오늘날에는 자외선에 투명한 특수 플라스틱으로 만들어진 일회용 플라스틱 큐벳도 사용된다. 유리, 플라스틱, 석영 큐벳은 모두 가시광선 범위와 같이 더 긴 파장에서 측정하는 데 적합하다.
"탠덤 큐벳"은 중간에 3분의 2 높이까지 연장되는 유리 장벽을 가지고 있어, 두 용액을 분리하여 측정하고 혼합할 수 있다.
큐벳 재질은 자외선 투과 요구 사항에 따라 석영 및 플라스틱(일회용) 등이 사용된다.[7]
2. 1. 1. 플라스틱
플라스틱 큐벳은 빠른 속도가 고정밀도보다 더 중요한 고속 분광 분석에 자주 사용된다. 사용 가능한 파장 범위가 380–780 nm (가시광선 스펙트럼)인 플라스틱 큐벳은 사용 후 폐기하여 재사용으로 인한 오염을 방지할 수 있다.[9] 제조 및 구매 비용이 저렴하다. 일회용 큐벳은 빔 광선이 흡수 공차 및 값의 일관성에 영향을 미칠 만큼 높지 않은 일부 실험실에서 사용할 수 있다.[9]대부분 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 및 폴리스티렌(PS) 재료가 플라스틱 큐벳을 만드는 데 사용된다.
2. 1. 2. 유리
크라운 유리는 340~2500 nm의 최적 파장 범위를 갖는다. 유리 큐벳은 일반적으로 가시광선 파장 범위에서 사용되며, 융합 석영은 자외선 응용 분야에 사용되는 경향이 있다.2. 1. 3. 석영
석영(쿼츠) 셀은 플라스틱이나 유리에 비해 내구성이 더 뛰어나다. 석영은 자외선을 잘 투과하며, 190nm~2500nm 범위의 파장에 사용할 수 있다.[11] 융합 석영 셀은 380nm 미만의 파장, 즉 자외선에 사용된다. IR 석영은 220nm~3500nm의 사용 가능한 파장 범위를 가지며, 형광 측정을 위해 설계된 다른 유형의 석영보다 시료 용액의 화학적 공격에 더 강하다.[10]2. 1. 4. 사파이어
사파이어 큐벳은 가장 비싸지만, 내구성이 뛰어나고 긁힘에 강하며 투과성이 높은 재료를 제공한다. 투과율은 자외선에서 중적외선까지 250~5,000 nm 범위에 걸쳐 있다. 사파이어는 일부 샘플 용액의 극한 자연 조건과 온도 변화를 견딜 수 있다.[11]2. 2. 형태 및 용도
전통적인 자외선-가시광선 분광법 또는 형광 분광법은 액체 시료를 사용한다. 종종 시료는 관심 물질이 용해된 용액이다. 시료는 큐벳에 넣고, 큐벳은 검사를 위해 분광 광도계에 넣는다. 큐벳은 검사에 사용되는 파장 범위에서 투명한 모든 재료로 만들 수 있다.
가장 작은 큐벳은 70µL를 담을 수 있으며, 가장 큰 큐벳은 2.5ml 이상을 담을 수 있다. 너비는 시료를 통과하는 빛의 경로 길이를 결정하며, 이는 흡광도 값 계산에 영향을 미친다. 많은 큐벳은 10mm의 광 경로를 가지고 있어, 흡광 계수의 계산을 단순화한다. 대부분의 큐벳은 분광 광도계 빛이 통과할 수 있도록 서로 마주보는 두 개의 투명한 면을 가지고 있지만, 일부 검사에서는 반사를 사용하여 단일 투명 면만 필요하다. 형광 측정의 경우, 분광 광도계 빛에 사용되는 면과 직각을 이루는 두 개의 투명 면이 여기광에 필요하다.[1] 일부 큐벳은 위험한 용액에 사용하거나, 시료를 공기로부터 보호하기 위해 유리 또는 플라스틱 캡을 가지고 있다.[2]
3. 사용 시 주의사항
큐벳을 사용할 때 긁힘은 빛을 산란시켜 오류를 일으키므로 주의해야 한다.[3] 고무나 플라스틱 랙은 큐벳이 실수로 긁히는 것을 방지한다. 용매와 온도도 측정에 영향을 줄 수 있다.[4]
지문과 물방울은 측정을 방해하므로, 사용 전에 먼지가 적은 거즈나 천으로 큐벳 외부를 닦아야 한다. 종이 타월은 긁힘을 유발할 수 있다. 순한 세제나 에탄올을 사용하고 수돗물로 헹군다. 산과 알칼리는 유리에 부식 효과가 있으므로 피하고, 플라스틱 큐벳에는 아세톤을 사용하지 않는다.
파스퇴르 피펫으로 용액을 옮길 때 기포가 생기면 빛을 산란시키므로 손가락으로 톡톡 쳐서 제거한다. 큐벳 속 용액은 광원 경로에 충분히 높아야 한다.[8] 고온에서 시료를 배양할 때는 큐벳이 너무 뜨거워지지 않도록 주의한다.
원편광 이색성[5] 실험에 사용되는 큐벳은 기계적 스트레스를 받으면 안 된다. 스트레스는 석영에 복굴절[6]을 유발하여 측정에 영향을 미치기 때문이다.
4. 역사
제임스 프랭클린 하이드는 1934년에 다른 유리 제품의 액화 기술을 이용하여 불순물이 없는 결합된 실리카 셀을 만들었다. 1950년대에는 스타나가 형태를 변형시키지 않고 열을 사용하여 유리 부분을 완전히 녹이는 방식을 개선했다. 이러한 혁신은 열경화성 수지 없이 불활성 큐벳을 생산하는 방식으로 변화하였다.[12] 사각형 큐벳이 만들어지기 전에는 일반적인 시험관이 사용되었다. 혁신이 기술 변화를 유도하면서, 큐벳은 일반 시험관보다 초점을 더 잘 맞추도록 제작되었다.
참조
[1]
간행물
An Introduction to Fluorescence Spectroscopy
2006
[2]
웹사이트
Cleaning and proper use of the cuvettes for the Spec 20
http://chemed.chem.p[...]
2016-03-17
[3]
웹사이트
Cuvette
http://chemed.chem.p[...]
2016-03-17
[4]
웹사이트
Handling, Cleaning & Storage of Cuvettes of Spectrophotometer
http://www.pharmagui[...]
2017-06-19
[5]
문서
Circular Dichroism (CD) Spectroscopy
http://www.bioch.ox.[...]
Applied Photophysics Ltd.
2011
[6]
문서
Birefringence
http://scienceworld.[...]
Wolfram Research
1996-2007
[7]
웹사이트
Ultraviolet (UV) Visible Spectroscopy Principle
https://pharmaelix.c[...]
2022-11-19
[8]
웹사이트
What Is A Cuvette? – How To Use A Cuvette
http://www.cmscienti[...]
2017-06-19
[9]
뉴스
Guide to Disposable Cuvettes
http://www.fireflysc[...]
2017-06-21
[10]
웹사이트
FireflySci
http://www.precision[...]
2017-06-23
[11]
뉴스
How to Select Cuvettes for UV VIS Measurements & Cuvette Material Guide
http://www.fireflysc[...]
2017-06-21
[12]
뉴스
Cuvette Specifications. Transmission Spectra. Spectrophotometer Cells
http://www.quartz-cu[...]
2017-06-21
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