در آنالیز مواد با کمک دستگاه اسپکتروفتومتر، که عمدتاً ویژه مواد محلول است، برای قرار دادن نمونه های از پیش آماده شده توسط ریجنت های شیمیایی مخصوص، نیاز به قالب های استانداردی است که به آنها کووت یا سل گفته می شود. در حقیقت، پس از ریختن نمونه و قرار دادن آنها در جایگاه هولدر اسپکتروفتومتر، نور منبع به آنها تابیده و ماده مورد آنالیز قرار می گیرد.

انتخاب کووت یک پارامتر مهم در اندازه‎ گیری جذب در اسپکتروفوتومترها است زیرا می تواند به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر نتیجه تست و میزان جذب و عبور نور توسط ماده تأثیر بگذارد. بنابراین، انتخاب یک سل‎ مناسب نیاز به نهایت دقت دارد‎ و‎ کیفیت آن‎ نباید به خطر بیفتد، در غیر این صورت صحت‎ و‎ دقت‎ نتایج آزمایشی اطمینان‎ بخش‎ نخواهد‎ بود. در این مقاله، به طور مفصل در مورد ویژگی این سل ها صحبت خواهیم کرد. با ما همراه باشید.

سل‎ یا‎ کووت‎ ‎اسپکتروفتومتر‎ ‎ ‎چیست؟

انواع کووت اسپکتروفتومتر، لوله های آزمایش با سطح مقطع مختلف (معمولاً مربع، مستطیل یا گرد) هستند که از آنها برای نگهداری نمونه های محلول (همانند لوله های آزمایش خون) برای اندازه گیری های طیفی و کمی استفاده می شود و یک انتهای آنها کاملاً بسته است. کووت های با سطح مقطع مربع کاربردهای گسترده‎ تری دارند زیرا هنگام تابش نور، نور بیشتری از آنها عبور کرده و کمتر اتلاف می شود.
در واکنش‎ های شیمیایی معمولی، معمولاً لوله های آزمایش رایج مفید و کافی هستند. در مقابل، کووت ها برای اندازه گیری میزان عبور یا جذب تابش در طول موج های خاص در اسپکتروفوتومترهای جذبی یا فلورومترها استفاده می شوند و در جایگاه های مخصوص تعبیه شده بر روی دستگاه ها قرار می گیرند. درجه وضوح بالا و شکل های خاص کووت اجازه می دهد تا نور در طول موج های مشخصی از نمونه عبور نموده و امکان آنالیز دقیق تر را فراهم می کند.

گفتیم که در دستگاه های اسپکتروفوتومتر یا فوتومتر، محلول های نمونه باید در مسیر نور قرار گیرند. کووت ها اغلب تا 80 درصد حجمشان پر می شوند اما حجم پر شدن برای کووت های مختلف می تواند متفاوت باشد. نمونه مستقیماً با استفاده از میکروپیپت به داخل کووت تزریق می شود و آماده استفاده است.‎ ‎معمولاً کووت ها با نام های مختلفی در صنایع و آزمایشگاه ها شناخته می شوند:

• سل
  سل کووت
  کووت نمونه
  سل کوارتز
  کووت اسپکتروفوتومتر
  سل جذبی

عملکرد‎ ‎کووت‎ ‎ در‎ ‎ دستگاه‎ ‎های‎ ‎اسپکتروفتومتر

معمولاً کووت ها از دو یا چهار طرف صیقل داده شده اند. سمت صیقلی اجازه حداکثر عبور نور را در بازه طول موجی مشخصی را می دهد. از آنجایی که نور به صورت خطی از نمونه عبور می کند، برای اسپکتروفوتومترهای جذبی صیقل دادن دو وجه مقابل یکدیگر کافی است. اما در آزمایش های فلورسانس و پراکندگی، معمولاً سیگنال در زاویه ای 90 درجه ای نسبت به نور فرودی دریافت می شود، بنابراین هر چهار طرف سل باید صیقل داده شود.

میزان جذب یا عبور نور مواد، مستقیماً با طول مسیر نور متناسب است. مسافت طی شده توسط نور در طول نمونه درون کووت، به عنوان طول مسیر شناخته می شود. در حقیقت، مسیر نوری فاصله بین دیواره های داخلی کووتی است که نور از آن عبور می کند. به عبارت دیگر، فاصله داخلی بین پنجره های جلو و عقب یک کووت معمولی مسیر نور یا طول مسیر خواهد بود. معمولاً طول مسیر به گونه ای انتخاب می‎ شود که اطمینان حاصل شود که در هنگام خوانش میزان جذب، شدت نور دریافتی از دامنه دینامیکی آشکارساز تجاوز نکند.
ابعاد یک کووت معمولی استاندارد، معمولاً 12/5*12/5 میلی‎ متر‎ و طول مسیر آن mm 10 است. با این حال، کووت هایی که مسیر نوری کوتاه تر یا طولانی تر را فراهم می کنند نیز موجود هستند. به طور کلی ارتفاع مسیرهای نور mm 8/5 یا mm 15 است.

با توجه به طول مسیر و ارتفاع کووت، حجم نمونه می تواند در حدود میکرولیتر تا میلی لیتر باشد. حداکثر مقدار نمونه ای که یک سل می تواند با خیال راحت و بدون ایجاد اختلال داشته باشد، حجم کووت نامیده می شود. حجم کووت معمولی استاندارد با طول مسیر mm‎ 10، برابر با ‎ 3/5‎ میلی‎ لیتر‎ است. محاسبه حجم کووت ساده است. فرمولی که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرد، به شرح زیر است:

%80 ارتفاع داخلی × عرض داخلی × طول مسیر نوری = حجم کووت

برای مثال، برای یک کووت اسپکتروفوتومتر استاندارد mm 10 فرمول بالا به‎ صورت زیر خواهد شد:

10 (Path Length) × 10 (Inner Width) × 43.75 (Inner Height) × 80% = 3.5 mL

مقدار 80% برای این منظور است که یک کووت هرگز نباید بیش از 80% پر شود، زیرا اگر نمونه ها خیلی نزدیک به دهانه کووت باشند، ممکن است بریزند و یک موقعیت خطرناک ایجاد کنند (به ویژه برای نمونه های اسیدی).

آیا باید کووت را تا 80 درصد پر کرد؟

پاسخ به این پرسش به نوع کووتی که استفاده می شود و ابعاد Z دستگاه بستگی دارد که یکی از مهم ترین مشخصات کووت است. بُعد Z، فاصله از کف کووت تا مرکز عبور پرتو نور آن است. به عبارت ساده تر، فاصله از پایین یک کووت تا مرکز پنجره آن است. در حقیقت، این مقدار مربوط به ارتفاع پرتو نور تولید شده توسط دستگاه است. هر سازنده اسپکتروفوتومتر یا فلورومتر اغلب دارای ارتفاع پرتوهای مختلف بر اساس تصمیمات مهندسی خاص هستند. به طور معمول، ابعاد Z یا ارتفاع مرکز پنجره رایج یکی از این سه موارد است: 8/5، 15 و 20 میلی‎ متر. بسیار مهم است که مطمئن شوید که کووتی با ابعاد Z مناسب سفارش می دهید.

انواع‎ ‎سل‎ ‎مورد‎ ‎ استفاده‎ در ‎اسپکتروفتومتر

کووت­‎ های مورد استفاده در اسپکتروفوتومتری، برای پشتیبانی از محدوده‎ ­های طول موجی مختلف و نیازهای طول مسیر در انواع مختلفی از مواد شفاف تولید می‎ ­شوند. جنس­‎ های محبوب کووت موارد زیر می­‎ باشند:

• پلاستیک
• شیشه پیرکس یا شیشه­ اپتیکی
• کوارتز IR
• کوارتز UV
• یاقوت کبود

در‎ ‎ادامه‎ ‎ویژگی‎ ‎های‎ ‎هر‎ ‎کدام‎ ‎به‎ ‎طور‎ ‎مجزا‎ ‎ذکر‎ ‎خواهد‎ ‎شد.

سل‎ ‎پلاستیکی

کووت های پلاستیکی اغلب در سنجش های سریع طیف سنجی استفاده می شوند، جایی که سرعت بالا مهم تر از دقت بالا است. در حقیقت، این سل ها را می‎ توان در برخی از آزمایشگاه‎ هایی استفاده کرد که شدت پرتو نور آنقدر زیاد نیست.
این نوع از کووت‎ ها محدوده طول موج قابل استفاده nm 380-780 (طیف مرئی) را پوشش می دهند و بسیاری از آنها یکبار مصرف هستند تا از آلودگی ناشی از استفاده مجدد جلوگیری شود. ساخت آنها ساده تر بوده و اغلب از مواد پلی متیل متاکریلات (PMMA) و پلی استایرن (PS) برای ساختن آنها استفاده می شود. معمولاً قیمت خرید آنها ارزان تر از انواع دیگر است.

سل‎ ‎شیشه‎ ‎ای

سل های شیشه‎ ای معمولاً از ترکیب پلی استایرن (PS)، پلی متیل متاکریلات (PMMA) و شیشه ساخته می شوند. این مواد برای استفاده در محدوده طول موجی مرئی خوب هستند و دارای محدوده عبور متوسط در بازه nm 340 تا nm 2500 هستند. لازم به ذکر است که بیشتر آزمایش ها در این محدوده قرار می گیرند. بنابراین، اگر پول کمی برای خرید کووت اختصاص داده شده است، بهتر است به سراغ خرید انواع شیشه ای بروید.

سل‎ ‎کوارتز‎ ‎IR‎ ‎و‎ ‎UV‎ ‎

کووت های کوارتز، به طور اختصاصی برای اندازه گیری در بازه طول موجی فرابنفش قابل استفاده هستند. از آنجایی که شیشه و بیشتر پلاستیک ها نور فرابنفش را جذب می کنند، در صورت استفاده از آنها در نتایج نهایی تداخل ایجاد خواهد شد.
سل کوارتز قابلیت انتقال نور بیشتر و شفافیت بیشتری دارد و معمولاً در آنالیزهای حساس طیف سنجی به کار می رود. البته، امروزه کووت های پلاستیکی یکبار مصرف خاصی نیز وجود دارد که در برابر اشعه فرابنفش شفاف هستند.

سلول های کوارتز، دوام بیشتری نسبت به انواع پلاستیکی یا شیشه ای دارند. این کووت ها با وجود اینکه گران تر از نوع شیشه ای معمولی هستند، اما بازه طول موجی گسترده ای را از nm 190-2500 پوشش می دهند که در محدوده طیف سنجی UV-Vis-NIR قرار دارد. بنابراین، برای اندازه‎ گیری طیف UV، به طور اجباری مورد نیاز است. علاوه بر این ویژگی ها، در بین مواد مختلف، کوارتز دارای بالاترین مقاومت حرارتی است و در هنگام انتخاب کووت نیز توجه به این نکته ضروری است.
سل‎ های‎ کوارتز IR نیز یکی از انتخاب های مفید برای آزمایش‎ های UV-Vis-IR هستند‎ که معمولاً محدوده طول موجی nm 220-3500 را پوشش داده و علاوه بر ناحیه IR، برخی از مناطق UV را نیز پشتیبانی می کنند.
سل‎ ‎یاقوت‎ ‎کبود

کووت یاقوت کبود بسیار سخت است زیرا خراشیدن آن بسیار دشوار می باشد و بنابراین، این نوع کووت در برابر آسیب های ناشی از برق گرفتگی، گرما و خوردگی شیمیایی بسیار مقاوم می باشد. در عین حال، محدوده طول موجی بسیار گسترده ای از nm 250-5000 را نیز پوشش می دهد. از آنجایی که محدوده نوری گسترده‎ تر و کیفیت مواد بالاتر است، یکی از گران ترین انواع سل اسپکتروفتومتر است.

شکل زیر، طیف های عبور به دست آمده برای انواع مختلف کووت را نشان می دهد. به وضوح مشاهده می شود که هیچ جذبی در محدوده طول موجی ارائه شده در جدول بالا توسط کووت ها وجود ندارد.

امیدواریم‎ ‎که‎ ‎این‎ ‎مقاله‎ ‎مفید‎ ‎بوده‎ ‎است.