一、引言

紫外可见分光光度计（UV-Vis Spectrophotometer）以其高速、灵敏和非破坏性等优点，广泛应用于化学、生物、环境、食品、制药等领域。在实际使用中，样品池（比色皿）作为光程的关键部件，其材质直接影响光的透射、背景吸收和测量精度。因此，了解不同材质的样品池特性与适用范围，对实验结果的可靠性至关重要。

本文将从以下五大方面系统展开：

1. 样品池的功能作用与基本要求

2. 常见材质分类及特性对比

3. 不同波长区间的材质选择

4. 样品池的加工工艺与使用维护

5. 实验室应用案例及选型建议

二、样品池的功能作用与基本要求

样品池的主要功能是承载待测溶液，并保证光束在样品中穿过一定光程后被检测器所接收。其基本要求包括：

• 光学透光性：在紫外与可见区具有极低吸收；

• 光程精确性：光程长度一致，常见为1 cm；

• 化学惰性：耐常见溶剂、酸碱、温度等；

• 机械强度：抗刮花、耐冲击;

• 均匀性：光路两侧平行，避免散射；

• 制造公差：光程公差±0.01 cm；

• 可重复性：相同材质样品池具一致性能。

三、常见材质分类及特性对比

3.1 石英比色皿

石英具备优异的紫外透过性能，是紫外区（200–400 nm）测量的唯一选择。其化学惰性强，可承受强酸、强碱及高温回流。加工研磨难度大，价格昂贵。

3.2 燧石比色皿

燧石比色皿在高纯度要求场景下应用更广，紫外透过率比常规石英略优，但成本更高，主要用于痕量分析和苛刻波段。

3.3 硼硅玻璃比色皿

硼硅玻璃耐热耐酸碱，适用于可见区及近紫外（>320 nm）测定。其价格低于石英，适合大批量通用测定场景，但在紫外区背景吸收大。

3.4 普通玻璃比色皿

成本最低，仅适用于可见区（>340 nm），多见于教学与非精密定量，使用寿命短，易碎。

3.5 塑料比色皿

常用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚苯乙烯（PS）或聚碳酸酯（PC），适用于>330 nm测定，一次性使用避免交叉污染，但对有机溶剂溶解性差。成本低廉。

四、不同波长区间的材质选择

4.1 深紫外区（170–250 nm）

推荐石英或燧石：仅石英/燧石能保证<200 nm高透过；其他材质背景吸收严重。

4.2 中紫外区（250–320 nm）

石英、燧石或高品质塑料；对特定染料与小分子药物测定，首选石英。

4.3 可见光区（320–800 nm）

硼硅玻璃、普通玻璃或塑料均可；根据成本与化学兼容性选材。

4.4 近红外区（800–2500 nm）

石英或其他特种材料，如CaF₂。但普通玻璃在>2000 nm背景吸收增大，不推荐。

五、样品池的加工工艺与使用维护

5.1 加工工艺

• 切割：高精度切割机对板材切割；

• 研磨抛光：内壁与外壁镜面抛光，保证光学表面平整且误差<λ/4；

• 刻度与印字：烧蚀或激光刻度，耐清洗；

• 质量检验：透过率测试、光程测量、公差校验。

5.2 使用维护

• 清洗：使用去离子水或中性洗涤剂清洗，避免强碱或强酸；

• 储存：干燥、无尘环境，避免阳光直射；

• 检查：定期检查划痕、裂纹、气泡；

• 更换：划痕、损伤或吸光度异常超过标准需及时更换。

六、实验室应用案例及选型建议

案例一：蛋白质280 nm吸光度测定

要求：280 nm紫外区测量，需高透过；选材：石英比色皿，光程1 cm；注意：避光保存，测前脱气。

案例二：水样中铁离子520 nm显色测定

要求：可见区测定，廉价；选材：硼硅玻璃或普通玻璃比色皿；优势：耐酸洗，成本低。

案例三：快速农残检测 (>340 nm)

需求：现场便捷、一次性；选材：塑料比色皿（PS或PMMA），避免交叉污染；注意：避免有机溶剂接触，拆弃使用。

七、结语

样品池材质的合理选择，是保障紫外分光光度计测量精度与可靠性的基础。根据测量波段、样品化学兼容性、成本预算与实验环境，结合石英、燧石、硼硅玻璃、普通玻璃和塑料等多种材质的特性进行选型，能够满足不同场景的需求。同时，正确的加工工艺与规范的使用维护，也同样重要。希望本文对实验室比色皿选材与使用提供系统参考。