Figure 1. Longueur de Chemin Optique Standard des Cuvettes

Différents Schémas de Cuvettes, a – e sont des Cellules de Taille Standard

Figure 2. Différents Types de Cuvettes

Cuvettes par Volume

La cuvette la plus utilisée est de type carré avec une dimension externe de 12,5 x 12,5 mm et une hauteur de 45 mm et une taille interne de 10 x 10 mm. Il s’agit d’une dimension par défaut pour laquelle la plupart des spectrophotomètres et supports de fluorimètres sont conçus. Tous les types de cuvettes plus grandes et plus petites sont bien entendu également disponibles. Des adaptateurs sont également disponibles pour permettre aux cuvettes à courte longueur de trajet plus petites d’être dans le support standard qui accepte les cuvettes carrées de 12,5 mm x 12,5 mm.

Avec cette taille externe, les cuvettes sont disponibles à partir de <100 microlitres (cuvettes sous-micro) à quelques centaines de microlitres (cuvettes semi-micro) aux cuvettes de volume standard de 3,5 millilitres. Bien sûr, un plus grand volume de cuvettes (type de macro) supérieure à 3,5 mL est également disponible mais la taille externe sera plus grande.

Figure 3. Les Cuvettes ont un Volume Différent avec la Même Empreinte

Comment le Volume de la Cuvette est-il Déterminé?

Le volume de la cuvette fait également référence au volume du liquide d’échantillon qu’elle peut contenir selon son modèle.

Une cuvette carrée de 1 cm peut contenir 1 mL de liquide par 1 cm de hauteur. Par conséquent, une cuve de 43,75 mm de hauteur (45 mm – 1,25 mm d’épaisseur de base) peut contenir jusqu’à 4,375 mL de liquide. Si la cuve est remplie à 80%, le volume total sera de 3,5 mL, c’est ce que l’on appelle volume standard .

4,375 mL x 80% = 3,5 mL

Vous ne devez jamais remplir la cuvette à plus de 80%. Lorsque les liquides sont trop près du bord de la cellule (> 80%), ils peuvent facilement se renverser et causer de nombreux problèmes lors des mesures.

Quelles sont les Options de Volume de la Cuvette?

Quatre types d’options de volume sont disponibles lors du choix d’une cuvette:

• Le volume de mesure d’un macro la cuve est supérieure à 3,5 mL (7 à 35 mL).
• Une cuvette de volume standard contient un volume de mesure de 3,5 mL.
• Le volume d’une cuvette semi-micro peut contenir des échantillons de 0,35 mL à 1,7 mL. Parmi ces types de cuvettes à courte longueur de trajet, des supports ou des entretoises peuvent être nécessaires.
• La cuvette de sous-micro volume contient des échantillons entre 20 uL et 350 uL.

Graphique 4. Cuvettes Macro

Figure 5. Cuvettes Standard de 3,5 mL

Quel est le Choix de Cuvettes à Micro Volume pour des Échantillons Limités?

Pour de nombreuses mesures biologiques, les échantillons sont si précieux et quelques millilitres du volume sont difficiles à cibler. Le volume requis peut être réduit en épaississant deux ou quatre côtés de la paroi intérieure de la cuvette.

Par exemple, une cuvette de 4 mm est une cuvette avec une taille externe de 12,5 mm x 12,5 mm et une taille intérieure de 4 mm x 10 mm. Une telle cuvette de 4 mm nécessitera un volume de liquide de 1,4 mL par – 45 mm de hauteur; de même, une cuvette de 1 mm correspond à un volume de liquide de 0,35 mL par – 45 mm de hauteur de cuve.

Voir les exemples ci-dessous:

Graphique 6. Cuvettes Semi Micro avec Bases Carrées de 12,5*12,5 mm

Graphique 7. Montage et entretoise permettant des cuvettes de courte longueur dans le support standard

Les spectrophotomètres et les fluorimètres prennent des mesures à l’un des trois faisceaux optiques standard Dimensions Z (la distance entre le bas de la cuvette et le centre de l’ouverture de mesure) —soit 8,5, 15 ou 20 mm — en fonction de l’instrument spécifique.

Les cuvettes standard sont généralement à parois droites et s’intègrent dans la plupart des spectrophotomètres. D’autre part, les semi-micro cuvettes ont la même empreinte extérieure, mais leur intérieur est généralement effilé à une quantité d’échantillon restreinte. Quoi qu’il en soit, la sous micro cuvette est conçue pour mesurer à travers l’échantillon à une dimension Z spécifique dans la chambre. Il est important de vous assurer que la cuvette que vous sélectionnez pour vos mesures d’échantillons est compatible avec la hauteur de dimension Z de votre instrument.

Figure 8. Les Cuvettes de Sous-Micro Volume Diffèrent en Dimensions Z

Lectures complémentaires: Dimensions Z des Cuvettes Ultra Micro Volume (liste des 474 Données de l’Instrument)

Cuvette par Longueur de Trajet

Dans un laboratoire de recherche typique, le spectrophotomètre a une taille de chambre standard dans laquelle une cuvette est logée pour permettre à une longueur d’onde lumineuse spécifique de traverser la solution d’échantillon. Cette distance entre les fenêtres optiques parallèles de la cuvette est fabriquée avec précision et préconnue, ce qui est connu sous le nom de longueur du trajet de la cuvette .

Graphique 9. Longueur du Trajet de la Cuvette

le longueur du trajet standard d’une cuvette est de 10 mm, cependant, une longueur de trajet plus courte et une longueur de trajet plus longue sont également disponible en stock. Les cuvettes de longueur de trajet plus courte sont généralement plus petites en volume et une longueur de trajet de cuvette plus longue augmente le volume de cette dernière.

Voici quelques caractéristiques importantes des cuvettes à prendre en compte:

• Lors de la prise d’échantillons de mesures trouvées à de faibles concentrations – par exemple, ARN, ADN simple brin et oligonucléotides – il est recommandé d’avoir une longueur suffisamment longue pour que les lectures de données se situent dans la plage de mesure linéaire de l’instrument. La taille standard est de 10 mm de longueur de chemin, la bonne nouvelle est que des cuvettes avec une longueur de trajet optionnelle sont maintenant disponibles chez nous (double longueur de trajet).

Graphique 10. Cuvette de 10 mm pouvant être Tournée à 90 Degrés pour Permettre une Lecture à une Longueur de Trajet de 2/5 mm

• Mesurer un échantillon de petit volume sur une courte longueur de trajet est plus facile et plus rapide que de prendre plusieurs étapes pour diluer un échantillon. En outre, comme il y a moins d’étapes de pipetage de transfert, les lectures sont plus susceptibles d’être plus fiables et précises.
• Les cuvettes semi-micro de volume qui ont une longueur de trajet plus courte peuvent fonctionner avec des entretoises ou des supports de cuvette. Ces résultats de test avec des cuves à chemin court sont plus précis et plus fiables lors de la mesure d’échantillons concentrés tels que des acides nucléiques ou des protéines par rapport à la dilution de préparations d’échantillons.

Graphique 11. Cuvettes à Courte Longueur de Trajet et Support

Lectures complémentaires: Sélection de la cuvette UV-visible: matériau de la cuvette et longueur du trajet

Cuvette par matériaux

Les cuvettes faites de différents matériaux peuvent s’intégrer dans différentes gammes spectrales. Il est important de s’assurer que la cuvette sélectionnée est transparente aux longueurs d’onde spécifiques lors de la mesure des échantillons de solution. Un choix de matériau de cuvette idéal n’accepterait également que des échantillons (principalement des solutions liquides) et n’interagirait pas avec les échantillons utilisés dans la mesure.

Les cuvettes ont une transmission lumineuse d’un gamme de longueurs d’onde limitée , et présentent une discordance diélectrique d’indice de réfraction (indice de réfraction différent de l’air et des solutions), et peut avoir dommages tels que les rayures qui peuvent être minuscules et inaperçues. Tous ces facteurs peuvent affecter la mesure des résultats de l’expérience.

Les longueurs d’onde de la cuvette à utiliser sont déterminées par le matériau de la cuvette. Une transmission suffisante est importante pour la cuvette afin que l’atténuation de la lumière sur les parois transparentes de la cellule n’ait pas un effet négatif sur le résultat de la mesure.

La transmission pour toutes les longueurs d’onde est pas uniforme pour les cuvettes optiques standard, et le plus souvent la transmission spectrale dans le UV ou IR est la plage limite. La plage visible est généralement transmise par presque tous les types de matériaux des cuvettes.

Cependant, il y a AUCUN accord universel sur transmission minimale requise pour une plage de longueurs d’onde spécifique. Et différentes normes sont appliquées par différents fabricants (cela varie entre 10% et 90%).

Plage de Transmission Utilisable de Différents Matériaux

Ce tableau ne doit pas être pris ou utilisé comme référence à la lettre. Il n’est utilisé que pour faire comprendre au lecteur que la gamme utilisable de cuvettes variera considérablement. Il est important de s’assurer que la cuvette à utiliser fonctionnera dans la gamme de longueurs d’onde en question.

Matériel de quartz a la plus haute résistance à la transmission et à la température, est surtout transparent à la fois dans la plage de la lumière visible et des UV et constitue un choix approprié lors de la mesure d’échantillons dans le spectre de la lumière UV.

Le Verre et le Plastique sont normalement transparents à la lumière visible (380-700 nm)  mais absorbent dans les gammes de longueurs d’onde UV (190 – 340 nm). Par conséquent, les cuves en verre et en plastique sont idéales pour les dosages colorimétriques de protéines ou la mesure de la densité de culture bactérienne, qui ne peuvent pas être utilisé pour les mesures de concentration et de pureté d’échantillons dans les plages UV. Les cuvettes en plastique sont peu coûteuses et jetables.

Des cuvettes en plastique fonctionnant sous 380 nm sont disponibles, mais le reste des cuvettes en plastique majoritairement transparentes ne conviennent pas pour des expériences de fluorescence ou d’absorption.

En effet, le procédé de fabrication (qualité de surface et pureté des parois) conduit à une atténuation de la lumière (le taux d’absorption). Par conséquent, les performances de la cuvette peuvent différer d’une marque à l’autre. De plus, de nombreux fabricants utilisent leurs propres matériaux et revêtements de surface pour augmenter leur portée de transmission et/ou réduire leurs coûts de production de cuvette.

A savoir: Une transmission élevée peut être nécessaire pour produire des résultats significatifs et fiables, ce qui peut causer des problèmes aux bords des plages de transmission des cuvettes.

Lectures complémentaires:

• Sélection de la Cuvette Visible (pas UV)
• Sélection de la Cuvette UV Visible: Matériau de la Cuvette et Longueur du Trajet

Les types de cuvettes présentent des avantages et des inconvénients. Voici quelques conseils supplémentaires pour vous guider dans le choix de la cuvette la plus appropriée pour des mesures d’échantillons précises et fiables.

Lectures complémentaires: Sélection de la Cuvette UV visible: Matériau de la Cuvette et Longueur du Trajet

Comment prendre la décision?

Le choix du type de cuvette dépend de l’instrument à utiliser, de la nature de l’expérience et de l’échantillon lui-même. Il est important que les cuvettes et les cellules aient une transmission aussi élevée que possible pour certaines longueurs d’onde mesurées, nous ne limitons donc généralement pas le matériau à la seule plage linéaire du photomètre. Les cuvettes à quartz ont la transmission la plus élevée parmi tous les matériaux.

Graphique 12. Cuvettes de Quartz avec la Transmission la Plus Élevée

Les exigences de l’équipement nécessitent que la cuvette soit compatible avec l’instrument. La taille externe de la cuvette, car elle doit s’insérer dans le support de cuvette, est d’une importance majeure, et tient également compte de la hauteur de la chambre de mesure.

Un autre facteur à prendre en compte est la position du faisceau lumineux (Dimension Z): la source lumineuse doit pouvoir passer à travers la fenêtre optique des cuvettes. Ceci est particulièrement important pour les cuvettes de sous-micro volume qui ont de très petites ouvertures. Les fenêtres claires pour les faisceaux lumineux peuvent être très petites (c’est-à-dire 2 mm x 5 mm). Si elle n’est pas correctement choisie, la Dimension Z (hauteur légère), les micro-cuvettes risquent de ne pas être compatibles et de ne pas être utilisées. Les dimensions Z courantes sont 8,5 mm, 15 mm et 20 mm.

Graphique 13. Cuvettes à Petites Fenêtre Dimension Z de 8,5 15 20mm

Le prochain facteur majeur est la mesure de longueurs d’onde spectrales impliqués dans les applications. Les cuves en PMMA, en polystyrène ou en verre optique ne sont transparentes que dans le domaine du visible. Lorsque les mesures appliquent des longueurs d’onde UV inférieures à 300 nm, des cuvettes en quartz ou des cuvettes en quartz IR qui ont une transmission suffisante doivent être utilisées.

Graphique 14. Absorbance des Cuvettes en Quartz ou en Verre Entre 220 nm et 400 nm

Contrôle de la Température de la Cuvette

Pour les méthodes qui reposent sur des réactions à une température spécifique et une mesure d’absorbance au fil du temps, un chauffage et un contrôle efficace de la température de l’échantillon pendant le processus sont essentiels. Dans ce cas, la zone de contact entre la paroi de la cuvette et la tige de cuvette à température contrôlée doit également être aussi grande que possible en plus d’une résistance adéquate du matériau. Par conséquent, dans les applications à température contrôlée, certaines cuvettes telles que les macro cuvettes offrent des avantages.

Les autres facteurs à prendre en compte lors du choix d’une cuvette comprennent résistance chimique, le volume d’échantillon et la concentration disponible.

Résistance Chimique de la Cuvette

Le matériau à partir duquel la cuvette est produite est relativement moins important lorsque l’échantillon est une solution aqueuse. Les cuvettes en plastique, en verre ou en quartz fonctionneront toutes et vous pouvez même choisir les cuvettes collées NRC les plus abordables.

Si les solvants organiques, en revanche, sont utilisés, les cuvettes en verre et en quartz sont de mise car elles sont plus robustes que les alternatives en plastique. Et le NRC ne fonctionnera pas avec des solvants organiques, vous devriez plutôt opter pour les versions CRF ou HTR.

Graphique 15. Les Types de Cuvettes Diffèrent en termes de Résistance Chimique

* HTR : Résistant aux Hautes Températures. La plus haute qualité pour des expériences avancées. Ces types de cuvettes sont fondus et fabriqués en une seule pièce, avec une résistance extraordinaire aux températures élevées (<1200 ℃) et aux produits chimiques corrosifs. La transmission est au delà de 83%.La variation de lecture des données zéro est disponible sur demande (par défaut <0,3%) pour 2 pièces ou plus. HTR-5 signifie que la cuvette a 5 parois claires.

• Noter: Ces cuvettes HTR peuvent être utilisées avec les solvants organiques les plus courants, ainsi qu’avec les acides et les bases. Ils sont compatibles avec des produits chimiques tels que l’acétone, la butanone, le DMF et l’acide chlorhydrique concentré.

* CRF : Résistant aux produits chimiques fondu. Best-seller! Ce type de cuvettes résiste à la plupart des solvants organiques, des acides et des bases. Cependant, il a une chance d’être taché par certains produits chimiques sur les bords de liaison. C’est une alternative moins chère au type HTR. CRF-H a une transmission plus élevée (83% vs 80%) que CRF et la même transmission avec HTR.

• Noter : veuillez ne pas utiliser la cuvette CRF pour stocker des produits chimiques pendant une longue période. Nettoyez-la après utilisation.

* CNRC: Non résistant aux produits chimiques. Ce type de cuvette est assemblé avec de la colle.

• Noter: Veuillez noter que ces cuvettes NRC ne doivent pas être utilisées avec du benzène, du toluène, de l’eau régale, de l’éthanol, des solutions corrosives ou d’autres substances similaires, car elles peuvent dégrader les liaisons entre les pièces et provoquer des fuites dans la cuve. NE PAS rincer la cuvette avec de l’éthanol ou des solutions similaires pour le nettoyage.

Lectures complémentaires: Explication de HTR, CRF, NRC et résistance chimique

Très Petit Volume d’Échantillon

Si seuls quelques échantillons sont disponibles, le réutilisation de l’échantillon pour les mesures suivantes peuvent être envisagée. Dans ce cas, il est recommandé d’utiliser des jetables cuvettes en plastique. Le risque de contamination sera minimisé si les cuvettes en plastique sont emballées individuellement et ont une qualité de pureté appropriée.

Autrement, des cuvettes sous micro de quartz peuvent être sélectionnées qui ont été conçues pour être utilisées avec des volumes de cuvette extrêmement micro.

• Les cuvettes sous micro ou micro volume peuvent être réutilisées, éliminant la nécessité de reconstituer en permanence le stock de cuvettes consommables. Il nous est possible de récupérer de précieux échantillons non dilués pour certaines mesures en aval, en particulier celles dans lesquelles la stérilité n’est pas une exigence obligatoire.

Graphique 16. Sous Micro Cuvettes

Concentration de l’Échantillon et Longueur du Trajet de la Cuvette

La concentration de l’échantillon influence également la sélection de la cuvette car chaque instrument a une limite de détection supérieure. Par exemple, un ADN double brin peut être quantifié avec précision jusqu’à une concentration maximale de 100 μg / ml, lors de l’utilisation d’un spectrophotomètre avec une plage de mesure linéaire allant jusqu’à 2 A avec une longueur de trajet de cuvette de 10 mm.

Les solutions de concentration plus élevée doivent être soit diluées, soit une cuvette avec un longueur de trajet plus courte peut être utilisée pour simuler la dilution. Connu du Loi de Beer-Lambert , Une longueur de trajet de cuves de 1 mm permettra à la concentration de dsDNS d’être aussi élevée que 1 000 µg / mL.

Lecture étendue: Configuration du Spectrophotomètre UV visible et loi de Beer-Lambert

D’une manière générale, les cuvettes en quartz et en verre ont une transmission et une précision plus élevées des mesures de spectroscopie, et ces cuvettes peuvent être réutilisées beaucoup plus de fois. Cependant, la cuvette en plastique est bon marché et facile à utiliser, pas besoin de nettoyer et d’éviter les contaminations croisées, ce qui en fait un excellent choix pour les protéines, l’ADN et l’ARN et les solutions aqueuses.

C’est tout pour aujourd’hui! Merci pour votre temps de lecture!

L’équipe iCuvets.Com