كوفيت

إن خلية الكفيت الزجاجية الكوارتزية هي أداة أساسية في مجال علم الطيف، حيث تُستخدم كوعاء لاحتواء العينات السائلة أثناء التحليل. تمتلك مادة البناء، وهي الزجاج الكوارزي، خصائص بصريّة ممتازة، مثل الشفافية العالية والمقاومة للتفاعلات الكيميائية، مما يجعلها الاختيار المثالي لهذا الغرض. تأتي هذه الكفيتات بأحجام وأشكال مختلفة، ولكن الشكل الأكثر شيوعاً هو الكفيت المستطيل ذو النافذتين الشفافتين. تسمح هذه النوافذ بمرور الضوء عبر العينة، مما يمكّن من إجراء قياسات دقيقة لامتصاص الضوء ونقله.

تم تصميم خلايا الكيوبت من الكوارتز والزجاج لتتحمل الظروف القاسية للتجارب العلمية. وتُستخدم في مجموعة متنوعة من الصناعات، بما في ذلك الكيمياء والبيولوجيا وعلم البيئة، لتحليل خصائص المواد من خلال قياس كيفية تفاعلها مع الضوء. وتوفر هذه التفاعلات رؤى حاسمة حول تركيب وتركيز وخصائص العينات قيد الدراسة.
وباختصار، تعمل خلية الكيوبت الزجاجية الكوارتزية كـ"عيون" جهاز القياس الطيفي، حيث توفر رؤية واضحة لعالم الجزيئات والمركبات. كما تلعب دوراً محورياً في تمكين العلماء من كشف أسرار المادة على المستوى الجزيئي.

فهم تركيب خلية الكيوبت الزجاجية الكوارتزية ضروري لأي شخص يعمل في علم الطيف أو التقنيات العلمية المرتبطة به. تتكون الخلية النموذجية من أربع مكونات رئيسية:

النوافذ: الجوانب الشفافة للكيوبت التي تسمح بمرور الضوء والتفاعل مع العينة. تُصنع هذه النوافذ بدقة من زجاج الكوارتز عالي الجودة، مما يضمن الحد الأدنى من تشويه الضوء.

غرفة العينة: المساحة المغلقة داخل الكيوبت حيث توضع العينة السائلة لتحليلها. من الضروري ملء غرفة العينة بدقة لضمان دقة القياسات.

منافذ الدخول والخروج: هي فتحات أو قنوات تسمح بإدخال العينة وإخراجها. من الضروري توسيط الكيوبت بشكل صحيح مع جهاز القياس الطيفي لضمان مرور الضوء بدقة.

علامات التحديد: هذه العلامات تساعد في وضع الكيوبت بشكل صحيح داخل جهاز القياس الطيفي. فهي تضمن مرور شعاع الضوء عبر غرفة العينة بدقة، وتقلل الأخطاء في القياسات.

تطبيقات خلايا الكيوبت المصنوعة من زجاج الكوارتز

تُستخدم خلايا الكيوبت الزجاجية الكوارتزية على نطاق واسع في مختلف المجالات العلمية نظرًا لخصائصها الفريدة. ومن بين التطبيقات الرئيسية ما يلي:

الطيف الصور
تُعد قياسات الامتصاص الضوئي (Spectrophotometry) أكثر التطبيقات شيوعًا لخلايا الكيوبت الكوارزية. تتيح هذه الخلايا للعلماء قياس امتصاص المواد ونفاذ الضوء من خلالها، وهو أمر بالغ الأهمية في مجالات مثل الكيمياء والكيمياء الحيوية وعلوم البيئة، حيث يُعد التحليل الكمي للمواد أمرًا بالغ الأهمية. من خلال تمرير الضوء عبر عينة مملوءة في كيوبت، يمكن للباحثين تحديد تركيز مادة معينة، وتحديد مكوناتها، ودراسة التفاعلات الكيميائية في الوقت الفعلي.

القياس الطيفي للإشعاع الضوئي (Fluorescence Spectroscopy)
يعتمد القياس الطيفي للإشعاع الضوئي (Fluorescence Spectroscopy) بشكل كبير على خلايا الكيوبت الكوارزية. تتضمن هذه التقنية دراسة انبعاث الضوء من الجزيئات بعد امتصاصها للفوتونات. ولها تطبيقات واسعة في الأبحاث الصيدلانية، حيث يمكن استخدامها للكشف عن جزيئات أو أدوية معينة بناءً على خصائصها الفلورية.

تحليل الحمض النووي
في علم الأحياء الجزيئي، تلعب خلايا الكيوب ذات الزجاج الكوارتزي دوراً أساسياً في تحليل الحمض النووي باستخدام مطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-VIS). إن وضوحها البصري ومرونتها تجاه التفاعلات الكيميائية يجعلها مثالية لاحتواء عينات الحمض النووي. ويساعد هذا الأمر في الأبحاث الوراثية والتشخيصات، ودراسة تفاعلات الحمض النووي مع مختلف المواد.

هذه مجرد أمثلة قليلة من التطبيقات المتنوعة للخلايا الكيوب الزجاجية الكوارتزية. لقد أصبحت أدوات لا غنى عنها في المختبرات حول العالم بفضل وضوحها ومتانتها وتوافقها مع أجهزة قياس الطيف المختلفة.

يعد اختيار خلية الكيوب الزجاجية الكوارتزية المناسبة لتجربتك أمراً بالغ الأهمية لضمان دقة النتائج. هناك عدة عوامل يجب أخذها بعين الاعتبار عند اختيارك:

طول مسار الخلية وحجمها
يجب أن تتماشى طول المسار وحجم الكيوبت مع متطلبات التجربة الخاصة بك. يشير طول المسار إلى المسافة التي يقطعها الضوء عبر العينة، وهو ما يؤثر على دقة القياس. أما الحجم، فيحدد كمية العينة التي يمكنك تحليلها. تتوفر الكيوبتات بأطوال مسار وحجوم مختلفة لتلبية احتياجات التجارب المختلفة.

جودة بصرية
الجودة البصرية للكيوبت لها أهمية قصوى. يمكن أن تؤدي الشوائب أو العيوب في الكوارتز إلى إدخال أخطاء في القياسات الخاصة بك. اختر دائمًا كيوبتات عالية الجودة وواضحة بصريًا لضمان دقة بياناتك الطيفية.

إرشادات استخدام خلية الكيوبت الزجاجية (كوارتز)

1.يجب التحكم في حجم السائل المعبأ بحيث لا يتجاوز ثلثي حجم الكيوبت لتجنب التمدد الحراري أو التدفق الزائد

2.يقتصر سطح التلامس على السطح الملبد فقط. يجب تنظيف سطح الكيوبت الشفاف (النافذ للضوء) باستخدام ورق العدسة

3.يجب التحكم بدقة في وقت النقع في المحاليل ذات القلوية العالية لتجنب إتلاف خلية الكيوبت الزجاجية الكوارتزية

4.عند التخزين لفترة طويلة، يجب ملء مواد التجفيف لمنع الرطوبة

ميزة الكيوبت:
1. خصائص مادية متفوقة
- شفافية طيفية واسعة
- نقل ممتاز للأشعة فوق البنفسجية (أكثر من 90% عند 190-350 نانومتر)، وهو ما يفوق بكثير الزجاج العادي (نقطة القطع ~350 نانومتر).
- توافق كامل من الأشعة فوق البنفسجية العميقة إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة (190-2500 نانومتر).

2. مقاومة حرارية وكيميائية قصوى
- تمدد حراري منخفض (5.5×10⁻⁷/°م)، يتحمل تغيرات درجة الحرارة المفاجئة (-200°م إلى +1200°م).
- مقاومة عالية للحوامض (باستثناء HF)، ثابتة في حامض الكبريتيك المركز.

3.الدقة البصرية
- تجانس معامل الانكسار (±5×10⁻⁶)، مما يضمن دقة المسار البصري ضمن ±0.01 مم (للمقاييس القياسية بسمك 10 مم).

4.انخفاض الفلورية والتشتت
- السيليكا المُصهَّرة عالية النقاء (SiO₂ ≥99.99%) تقلل من تشتت رايلي، مما يعزز نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

عملية تصنيع خلايا الكيوبت:
1. العملية اللاصقة
الطريقة: تستخدم لاصقًا خاصًا لتوصيل ألواح الزجاج الكوارتزي.
ميزة:
تكلفة منخفضة - اقتصادية للتطبيقات الحساسة من حيث الميزانية.
العيوب:
مقاومة كيميائية ضعيفة - تتحلل في الأحماض/القواعد، مما يحد من توافق المذيبات.
- استقرار حراري أضعف - معرّضة للتقشر تحت تغيرات درجات الحرارة.

2.العملية المُجدولة:
الطريقة: تُطبق مسحوق الكوارتز على حواف اللوحة ويتم دمجه في فرن درجة حرارة عالية (~1800°م).
ميزة:
ممتازة مقاومة كيميائية – تتحمل الأحماض/القواعد القوية (باستثناء HF).
3.العملية المتكاملة ذات القطعة الواحدة:
ميزة:
لا تحتوي على نقاط ضعف – مقاومة ميكانيكية/صدم حراري متفوقة.
وضوح بصري مثالي – لا توجد طبقات أو لاصق، مما يقلل من تشتت الضوء.
أوسع توافق كيميائي – تقاوم جميع المذيبات (بما في ذلك HF بالدرجة المناسبة).