نگهدارنده‌های کووت

شکل 1: نگهدارنده کووت در اسپکتروفتومتر Beckman DU640 با دمای کنترل شده.

گاهی اوقات یک نمونه مایع نیاز به اندازه گیری پاسخ آن به نور در فرآیندی به نام اسپکتروفتومتری دارد. نگهدارنده‌های کووت، دستگاه‌های تخصصی هستند که کووت‌ها، دستگاه‌های مخصوص نگهداری نمونه‌های مایع را در جای خود نگه می‌دارند و اجازه می‌دهند نور به نمونه تحویل داده شود و از آن بازیابی شود. با نگهدارنده کووت و سایر تجهیزات مورد نیاز می توان میزان جذب و عبور نور توسط نمونه را اندازه گیری کرد.

نمایش همه تولیدکنندگان نگهدارنده‌های کووت

تئوری عملیات

نگهدارنده‌های کووت دستگاه‌هایی هستند که برای نگه‌داشتن مطمئن کووت‌ها در طول اندازه‌گیری‌های مختلف آزمایشگاهی، معمولاً در اسپکتروفتومتری، استفاده می‌شوند. در اسپکتروفتومتری، کووت یک محلول نمونه را نگه می‌دارد و نور با طول موج مشخص از داخل کووت عبور می‌کند. مقدار نور جذب شده، عبوری یا پراکنده شده توسط نمونه اندازه گیری می شود و از این اطلاعات برای تجزیه و تحلیل خواص نمونه مانند غلظت آن استفاده می شود.

شکل 2: بخش های اساسی یک اسپکتروفتومتر.

وظیفه اصلی نگهدارنده کووت این است که اطمینان حاصل شود که کووت در طول اندازه گیری ها در یک موقعیت ثابت و مطمئن باقی می ماند. این برای به دست آوردن نتایج ثابت و دقیق مهم است. کووت ها در طول مسیرهای مختلفی وجود دارند (معمولاً 1 سانتی متر استاندارد است). طول مسیر مسافتی است که نور از نمونه طی می کند. نگهدارنده کووت اطمینان می دهد که کووت به درستی قرار گرفته است تا نور طول مسیر مورد نظر را طی کند.

تراز مناسب کووت با منبع نور و آشکارساز برای اندازه گیری های دقیق بسیار مهم است. نگهدارنده کووت اطمینان می دهد که کووت به گونه ای تراز شده است که نور مستقیماً بدون هیچ مانعی از نمونه عبور کند.

در نهایت، نگهدارنده‌های کووت برای تعیین میزان عبور و جذب یک نمونه معین استفاده می‌شوند. عبور کسری از نور است که از نمونه عبور می کند. یک معادله رایج برای انتقال در کووت ها عبارت است از:

در این معادله شدت نور پس از عبور از کووت و شدت نور اولیه است. جذب با معادله زیر مربوط به انتقال است:

جذب نشان دهنده مقدار فوتون هایی است که توسط نمونه جذب می شود. هدف اصلی نگهدارنده کووت این است که اطمینان حاصل شود که کووت در طول اندازه گیری ها به درستی قرار گرفته و به طور ایمن در جای خود قرار می گیرد و از نتایج دقیق و ثابت برای جذب و انتقال اطمینان حاصل می کند.

مشخصات

نگهدارنده های کووت بسته به کاربرد مورد نظر و ابزار خاصی که با آن استفاده می شود می توانند بسیار متفاوت باشند. با این حال، چندین ویژگی رایج وجود دارد که ممکن است هنگام در نظر گرفتن یا طراحی نگهدارنده کووت با آنها مواجه شوید:

مواد

ماده ای که نگهدارنده کووت از آن ساخته شده است می تواند بر دوام، مقاومت شیمیایی و هدایت حرارتی آن تأثیر بگذارد. مواد رایج عبارتند از فولاد ضد زنگ، PTFE، پلی پروپیلن و آلومینیوم آنودایز.

سازگاری اندازه و شکل کووت

نگهدارنده باید طوری طراحی شود که اندازه و شکل خاص کووت های مورد استفاده را در خود جای دهد، از جمله:

• طول مسیر (معمولا 1 سانتی متر است، اما اندازه های دیگر وجود دارد).

• ابعاد کووت (به عنوان مثال، 10 x 10 میلی متر مربع، 12.5 میلی متر قطر گرد).

• نوع کووت (به عنوان مثال، ماکرو، میکرو، نیمه میکرو).

تعداد کووت

نگهدارنده های کووت می توانند فقط یک یا چند کووت را در خود جای دهند. توجه داشته باشید که نگهدارنده می تواند چند کووت را به طور همزمان در خود جای دهد تا مطمئن شوید که نگهدارنده نیازهای برنامه شما را برآورده می کند.

کنترل دما

اگر نگهدارنده دارای کنترل دمای داخلی باشد، مشخصات ممکن است شامل محدوده دما، نرخ گرمایش/سرمایش، پایداری دما و یکنواختی باشد. این مشخصات به ویژه برای نمونه هایی با واکنش های وابسته به دما اهمیت دارد.

مشخصات نوری

بسته به کاربرد، نگهدارنده ممکن است نیاز به خواص نوری خاصی داشته باشد، مانند عدم وجود اتوفلورسانس (برای اندازه گیری فلورسانس) یا به حداقل رساندن پراکندگی نور.

پورت های اتصال

برای نگهدارنده‌های کنترل‌شده دما، ممکن است درگاه‌هایی برای اتصال به حمام آب در گردش یا سایر دستگاه‌های کنترل دما وجود داشته باشد.

سازگاری مکانیکی

جزئیات در مورد نحوه قرار دادن یا اتصال نگهدارنده به ابزار برای اطمینان از سازگاری بسیار مهم است. این جزئیات می تواند شامل نقاط نصب، سوراخ های پیچ یا سایر اتصالات باشد.

سهولت در نظافت و نگهداری

برخی از نگهدارنده های کووت طوری طراحی شده اند که به راحتی جدا شوند یا سطوحی داشته باشند که به راحتی تمیز شوند، که به ویژه در تحقیقات بیولوژیکی یا شیمیایی برای جلوگیری از آلودگی متقاطع مهم است.

ویژگی های ایمنی

بسته به کاربرد، ویژگی‌های ایمنی مانند درپوش یا سپر ممکن است برای محافظت در برابر پاشش پاشیده یا سایر خطرات گنجانده شود.

هنگام انتخاب یا طراحی نگهدارنده کووت، توجه به نیازهای خاص برنامه و ابزاری که با آن استفاده می شود ضروری است. برای اطمینان از سازگاری و عملکرد بهینه، همیشه به مشخصات و دستورالعمل های سازنده مراجعه کنید.

شکل 3: نگهدارنده‌های کووت در طرح‌های مختلفی وجود دارند. 

انواع

نگهدارنده‌های کووت در طرح‌ها و عملکردهای مختلف برای برآوردن نیازهای مختلف آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌های علمی ارائه می‌شوند. در اینجا چند نوع متداول نگهدارنده کووت آورده شده است:

دارندگان کووت استاندارد

این نگهدارنده‌های پایه هستند که برای قرار دادن کووت‌های با اندازه استاندارد، اغلب با مقطع مربعی 10 میلی‌متر در 10 میلی‌متر و طول مسیر 1 سانتی‌متر طراحی شده‌اند.

نگهدارنده کووت میکرو و نیمه میکرو

به طور خاص برای کووت های میکرو و نیمه میکرو که حجم نمونه کوچکتر و اغلب ابعاد متفاوتی نسبت به کووت های استاندارد دارند، طراحی شده است.

نگهدارنده کووت چندگانه

این نگهدارنده ها می توانند چندین کووت را به طور همزمان در خود جای دهند و امکان اندازه گیری های با توان بالا یا تجزیه و تحلیل های مقایسه ای را فراهم کنند.

نگهدارنده های کووت با دمای کنترل شده

این نگهدارنده‌ها دارای مکانیسم‌های کنترل دما هستند که اجازه می‌دهند دمای نمونه در طول اندازه‌گیری حفظ یا تغییر کند. آنها را می توان به حمام های آب در گردش یا سیستم های مبتنی بر Peltier برای تنظیم دقیق دما متصل کرد.

نگهدارنده کووت همزن مغناطیسی

مجهز به همزن مغناطیسی، این نگهدارنده ها می توانند به طور مداوم نمونه را در طول اندازه گیری مخلوط کرده و از یکنواختی یا تسهیل واکنش ها اطمینان حاصل کنند.

دارندگان کووت جریان عبوری

این نگهدارنده‌ها که برای اندازه‌گیری جریان پیوسته طراحی شده‌اند، اجازه می‌دهند تا یک محلول در طول آزمایش از طریق کووت جریان یابد. آنها اغلب در مطالعات کروماتوگرافی یا جنبشی استفاده می شوند.

دارندگان کووت با طول مسیر طولانی

این ها برای کووت هایی با طول مسیر بیشتر از 1 سانتی متر استاندارد طراحی شده اند که امکان اندازه گیری نمونه هایی با غلظت های بسیار پایین را فراهم می کند.

ادغام دارندگان کره

این نگهدارنده‌ها که همراه با یک کره یکپارچه استفاده می‌شوند، برای اندازه‌گیری بازتاب و ویژگی‌های انتقال نمونه‌های پراکنده هستند.

دارندگان کووت سلولی

این نگهدارنده‌ها که برای نمونه‌های بیولوژیکی طراحی شده‌اند، می‌توانند کووت‌هایی را در خود جای دهند که برای نگهداری سلول‌های زنده در یک محیط کنترل‌شده در طول اندازه‌گیری‌ها طراحی شده‌اند.

هنگام انتخاب نگهدارنده کووت، توجه به نیازهای خاص آزمایش و اطمینان از سازگاری با کووت و ابزار مورد استفاده ضروری است.

شکل 4: کووت برای سنجش اسپکتروفتومتری. 

ویژگی ها

نگهدارنده های کووت دارای ویژگی های مختلفی هستند که کاربرد و سازگاری آنها را برای کاربردهای مختلف افزایش می دهد. در اینجا برخی از ویژگی های رایج موجود در نگهدارنده های کووت آورده شده است:

ویژگی های تراز

ویژگی های رایج نگهدارنده های کووت که به تراز کمک می کنند عبارتند از:

• مکانیسم های موقعیت یابی ایمن

• بریدگی ها

• پیچ

• راهنمای تراز

این ویژگی ها تضمین می کند که کووت در طول اندازه گیری ها ثابت و در موقعیت صحیح باقی می ماند. آنها همچنین کمک می کنند تا اطمینان حاصل شود که کووت به درستی با مسیر نور ابزار هماهنگ شده است.

ویژگی های کنترل دما

در حالی که همه کووت ها به کنترل دما نیاز ندارند، برای نمونه های خاص این یک الزام مطلق است. برخی از نگهدارنده های کووت دارای سیستم های گرمایش و سرمایش یکپارچه هستند که امکان تنظیم دقیق دمای نمونه را فراهم می کند. در هولدرهای با دمای کنترل شده، عایق به حفظ دمای مطلوب کمک می کند و تداخل دمای خارجی را به حداقل می رساند.

ویژگی های کنترل جریان

برخی از نمونه های مورد استفاده در کووت ها در شرایط ایستا خوب هستند. سایر انواع نمونه یا برنامه های کاربردی نیاز به حرکت دارند. برخی از نگهدارنده ها با یک همزن مغناطیسی برای مخلوط کردن مداوم نمونه، اطمینان از یکنواختی یا تحریک واکنش ها ارائه می شوند. در نگهدارنده‌های کووت جریانی، کانال‌ها و پورت‌ها اجازه می‌دهند محلول‌ها به داخل و خارج از کووت جریان پیدا کنند.

مکانیسم انتشار سریع

امکان قرار دادن و برداشتن آسان کووت ها برای عملکرد سریع را فراهم می کند.

طول مسیر قابل تنظیم

برخی از نگهدارنده‌های کووت امکان تنظیم طول مسیر کووت را فراهم می‌کنند و اندازه‌گیری را در غلظت‌های مختلف تسهیل می‌کنند.

طراحی ناهموار

برای کاربردهای میدانی یا محیط های چالش برانگیز، برخی از نگهدارنده های کووت با دوام و مقاومت در برابر عوامل محیطی افزایش یافته طراحی شده اند.

ویژگی های تمیز کردن آسان

سطوحی که به راحتی تمیز می شوند یا اجزایی که می توان آنها را به سرعت جدا کرد در برخی از تنظیمات تحقیقاتی برای جلوگیری از آلودگی متقابل ضروری است.

ویژگی های خاصی که ممکن است نگهدارنده کووت داشته باشد به کاربرد مورد نظر و طراحی ابزار مربوطه بستگی دارد. هنگام انتخاب یک نگهدارنده کووت، ضروری است که نیازهای آزمایش را در نظر بگیرید و اطمینان حاصل کنید که ویژگی های نگهدارنده با آن الزامات هماهنگ است.

شکل 5: سمت شفاف مستقیم به نور. 

ساخت

ساخت نگهدارنده‌های کووت شامل ترکیبی از فرآیندهای انتخاب مواد، ماشین‌کاری، مونتاژ و کنترل کیفیت است. مراحل خاص بسته به طراحی و ویژگی های نگهدارنده کووت می تواند متفاوت باشد، اما در اینجا یک نمای کلی از نحوه تولید آنها آورده شده است:

طراحی و نمونه سازی

مهندسان و طراحان با در نظر گرفتن الزامات خاص برنامه، نقشه های دقیقی از نگهدارنده کووت ایجاد می کنند. نمونه‌های اولیه ممکن است با استفاده از تکنیک‌های نمونه‌سازی سریع، مانند چاپ سه‌بعدی، برای اعتبار بخشیدن به طرح تولید شوند.

انتخاب مواد

بر اساس الزامات طراحی مانند مقاومت شیمیایی، کنترل دما و خواص نوری، مواد مناسب انتخاب می شوند. مواد متداول عبارتند از فولاد ضد زنگ، پلاستیک (مانند PTFE یا پلی پروپیلن)، و آلومینیوم آنودایز.

ماشینکاری و ساخت

ماشین‌های CNC اغلب برای دستیابی به دقت بالا هنگام ماشینکاری قطعات نگهدارنده کووت استفاده می‌شوند. فرآیندهایی مانند فرزکاری، تراشکاری و حفاری برای شکل دادن به اجزا استفاده می شود. برای قطعات پلاستیکی، ممکن است از قالب گیری تزریقی استفاده شود.

قطعات فلزی ممکن است برای بهبود ظاهر، مقاومت در برابر خوردگی یا عملکردهای خاص، تحت فرآیندهایی مانند آندایز کردن، پرداخت، یا پوشش قرار گیرند. قطعات پلاستیکی ممکن است برای افزایش مقاومت شیمیایی یا خواص نوری آنها پردازش شوند. در طول این مراحل، توجه ویژه ای به تلورانس ها می شود تا اطمینان حاصل شود که نگهدارنده کووت الزامات طراحی را برآورده می کند.

مونتاژ

اجزای جداگانه برای تشکیل نگهدارنده کامل کووت مونتاژ می شوند. این ممکن است شامل پیچ کردن، کوبیدن یا استفاده از چسب برای اتصال قطعات به یکدیگر باشد. برای نگهدارنده‌هایی با ویژگی‌های الکترونیکی یا کنترل دما، سیم‌کشی و یکپارچه‌سازی حسگرها یا عناصر گرمایش/سرمایش در این مرحله اتفاق می‌افتد.

تست و کنترل کیفیت

دستگاه‌های دقیق مانند نگهدارنده‌های کووت نیازمند تست‌های ویژه و مراحل کنترل کیفیت هستند. هر نگهدارنده کووت تحت آزمایش های دقیق قرار می گیرد تا اطمینان حاصل شود که الزامات مشخص شده را برآورده می کند. آزمایش‌ها ممکن است شامل بررسی تراز، اطمینان از عملکرد صحیح کنترل دما و تأیید اینکه نگهدارنده به درستی در ابزار مورد نظر قرار می‌گیرد باشد.

شایان ذکر است که فرآیند تولید برای نگهدارنده‌های کووت با ویژگی‌های پیشرفته، مانند کنترل دمای یکپارچه یا همزن مغناطیسی، می‌تواند پیچیده‌تر باشد. علاوه بر این، شدت کنترل کیفیت و دقت فرآیندهای تولید می تواند بر اساس کاربرد مورد نظر نگهدارنده کووت متفاوت باشد. به عنوان مثال، نگهدارنده‌ای که برای اندازه‌گیری‌های نوری با دقت بالا در نظر گرفته شده است، ممکن است به تحمل‌های ساخت سخت‌گیرانه‌تری نسبت به نگهدارنده اصلی برای استفاده عمومی آزمایشگاهی نیاز داشته باشد.

شکل 6: قرار دادن یک کووت در یک اسپکتروفتومتر.

برنامه های کاربردی

نگهدارنده های کووت عمدتاً همراه با کووت ها برای تسهیل اندازه گیری های مختلف نوری استفاده می شوند. کاربردهای آنها طیف وسیعی از حوزه های علمی و صنعتی را در بر می گیرد. در اینجا برخی از کاربردهای اصلی نگهدارنده کووت آورده شده است:

اسپکتروفتومتری UV-Vis

اسپکتروفتومتری UV-Vis برای اندازه گیری جذب نور توسط یک نمونه در طول موج های مختلف استفاده می شود. این روش معمولاً برای تعیین غلظت املاح در محلول بر اساس قانون بیر استفاده می شود.

طیف سنجی فلورسانس

تابش فلورسانس یک نمونه را پس از برانگیختگی با طول موج خاصی از نور اندازه گیری می کند. این روش در بیوشیمی و زیست شناسی مولکولی برای مطالعه پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک و سایر مولکول های زیستی استفاده می شود.

اندازه گیری کدورت و پراکندگی

این اندازه گیری ها پراکندگی نور توسط ذرات در یک نمونه را ارزیابی می کند. آنها معمولا در تصفیه خانه های آب برای اندازه گیری شفافیت آب استفاده می شوند.

رنگ سنجی

رنگ سنجی رنگ یک نمونه را اندازه گیری می کند و اغلب در صنایع غذایی و نوشیدنی برای اطمینان از سازگاری محصول استفاده می شود.

سینتیک شیمیایی

این فرآیند تغییر در جذب یا فلورسانس نمونه را در طول زمان بررسی می کند. می توان از آن برای مطالعه سرعت و مکانیسم واکنش استفاده کرد.

طیف سنجی دایره ای دو رنگی (CD).

CD برای اندازه گیری تفاوت در جذب نور قطبی دایره ای چپ دست در مقابل راست دست استفاده می شود. اغلب برای مطالعه ساختار ثانویه پروتئین ها و سایر مولکول های کایرال استفاده می شود.

طیف سنجی رامان

طیف‌سنجی رامان از پراکندگی غیرالاستیک نور برای مطالعه حالت‌های ارتعاشی، چرخشی و سایر حالت‌های فرکانس پایین در یک سیستم استفاده می‌کند.

فلوسیتومتری

در حالی که از کووت های سنتی استفاده نمی شود، فلوسیتومتری شامل جریان دادن سلول ها از طریق یک کانال کوچک و استفاده از روش های نوری برای تجزیه و تحلیل آنها است. برخی از نگهدارنده های کووت برای کاربردهای جریانی طراحی شده اند.

سنجش های بیوشیمیایی و بیولوژیکی

نگهدارنده های کووت را می توان برای سنجش هایی که نیاز به اندازه گیری های نوری دارند، مانند سنجش فعالیت آنزیمی یا مطالعات سلولی استفاده کرد.

کاربرد خاص نوع و ویژگی های نگهدارنده کووت مورد استفاده را دیکته می کند. به عنوان مثال، نگهدارنده کووت با دمای کنترل شده ممکن است برای مطالعه واکنش های وابسته به دما ترجیح داده شود، در حالی که نگهدارنده چند کووت برای غربالگری با توان بالا ایده آل است.

شکل 7: پر کردن محلول نمونه در دو قسمت از سه قسمت ارتفاع کووت.

استانداردها

نگهدارنده‌های کووت، که اجزای سیستم‌های اندازه‌گیری نوری هستند، اغلب توسط استانداردهای مربوط به ابزارهایی که با آنها استفاده می‌شوند، به ویژه اسپکتروفتومترها، فلورمترها و سایر دستگاه‌های نوری کنترل می‌شوند. برخی از استانداردهای مربوطه عبارتند از:

ASTM E387

این استاندارد تعیین غلظت یک املاح در محلول بر حسب درصد عبور یا جذب نمونه مایع را پوشش می دهد. هم ترازی و قرارگیری کووت توسط نگهدارنده نقش مهمی در حصول اطمینان از اندازه گیری های دقیق طبق این استاندارد دارد.

ASTM E275

این استاندارد ASTM بر شرح عملکرد استاندارد برای توصیف و اندازه‌گیری عملکرد در اسپکتروفتومتری UV-Vis تمرکز دارد. نقش نگهدارنده کووت در حصول اطمینان از اندازه گیری های دقیق در چنین استانداردهایی مستتر است.

استانداردهای ویژه ابزار

برخی از استانداردها مختص برندها یا مدل های ابزار خاص هستند. این استانداردها ممکن است ابعاد مکانیکی، الزامات تراز یا سایر ویژگی‌های خاصی را که نگهدارنده کووت برای سازگاری با یک ابزار خاص باید داشته باشد، مشخص کند.

کنترل کیفیت و استانداردهای ساخت

در حالی که مختص نگهدارنده‌های کووت نیست، استانداردهای ساخت و کنترل کیفیت، مانند ISO 9001، می‌تواند برای تولید نگهدارنده‌های کووت برای اطمینان از کیفیت و قابلیت اطمینان ثابت اعمال شود.

توجه به این نکته ضروری است که در حالی که استانداردهایی بر اسپکتروفتومتری و سایر اندازه‌گیری‌های نوری وجود دارد، ممکن است همیشه استاندارد خاصی فقط برای نگهدارنده کووت وجود نداشته باشد. با این حال، نگهدارنده کووت نقش مهمی در حصول اطمینان از اینکه سیستم کلی می تواند استانداردهای مربوطه را برآورده کند، ایفا می کند. هنگام انتخاب یا طراحی یک نگهدارنده کووت، مهم است که از استانداردهایی که برای برنامه یا صنعت خاص اعمال می شود آگاه باشید و از مطابقت آن اطمینان حاصل کنید.

منبع

globalspec