Küvetten – ein Kessel Buntes

Küvetten gibt es in vielen Spielarten und über die Jahre sammelt sich so einiges in den Schubladen an. Welche Küvette ist jetzt die richtige für meine Messung? Ein wichtiges Kriterium zur Unterscheidung ist das Material der Küvette. Im sichtbaren Bereich (farbige Lösungen) kann man kaum etwas verkehrt machen, aber wer im UV-Bereich messen will braucht eine UV-durchlässiges Material, damit das Licht nicht von der Küvette ausgebremst wird. Das Material ist bei klassischen Küvetten, wie denen auf dem Foto, meist über einen Code direkt an der Küvette angegeben. Man findet die folgenden Kürzel:
G: optisches Glas: 334-2500 nm
SOG: optisches Spezialglas 320-2500 nm
PX: Pyrex 325-2500 nm
Q: Quarzglas für fernes UV 170-2700 nm
I: Quarzglas für nahes Infrarot 220-3800 nm
SX: fernes UV-IR, Quarz wasserfrei 170-3500 nm

Die kleinere Zahl des Wellenlängenbereichs wird als „cut off Wellenlänge“ bezeichnet, weil drunter nichts mehr geht und das Spektrum im Scan wie abgeschnitten wirkt.

Einwegküvetten aus Kunststoff (Polystyrol oder Polymethylacrylat) sind in der Regel nicht für UV-Messungen geeignet und funktionieren erst oberhalb von 340 bzw. 300 nm. UV-Küvetten aus Kunststoff sind etwas teurer und können für UV-Messungen ab ca. 200 nm verwendet werden. Optisch kann man diese Küvetten nicht voneinander unterscheiden. Also immer auf den Karton gucken. Wer ein Zweistrahlphotometer besitzt und eine Referenzküvette gleichzeitig mit der Probe misst, sollte darauf achten, dass er Küvetten aus der gleichen Kiste bzw. Pärchen verwendet, die aufeinander eingeschliffen sind.

Eine zweite wichtige Überlegung ist der Strahlengang. Bei der üblichen UV/Vis-Photometrie geht der Lichtstrahl einmal durch den Küvettenquerschnitt; meist mit einem Lichtweg von 10 mm. Daher haben Küvetten für UV/Vis zwei gegenüberliegende polierte, glatte und zwei blinde Seiten. Wie herum man die Küvette in den Halter platzieren muss, sollte klar sein. Will man Fluoreszenz messen, muss man wissen, dass bei dieser Messung der Strahlengang rechtwinklig verläuft. Man braucht also eine Küvette mit zwei polierten Seiten im rechten Winkel zueinander bzw. eine Küvette mit vier polierten Seiten, wie bei Fluoreszenzküvetten üblich.

Der Dritte Punkt dreht sich um das Volumen der Küvette. Man unterscheidet Makro (ca. 2 ml, im Bild 1.u.2.vl), Halbmikro (ca. 1,5 ml, im Bild 3.u.4.vl) und Mikro (ab ca. 500 µl, im Bild 2.u.3.vr). Bei allen Küvetten ist der Strahlengang gleich lang, also 10 mm. Nur gefüllt werden die Küvetten mit unterschiedlichen Volumina. Wie viel Lösung minimal in der Küvette sein muss, hängt von der Lage des Lichtstrahls ab. Mit etwas Geschick kann man mit 500 µl eine Halbmikroküvette ausreichend hoch füllen. Bei der Ultra-Mikroküvette im Bild ganz rechts reichen schon 70 µl für eine Füllung. Allerdings ist die Probe kaum rückgewinnbar und man muss hinterher die kleine Küvette reinigen und trocknen bzw. mit der Lösung spülen. Der Lichtstrahl muss das kleine Fenster im schwarzen Sockel treffen, sonst geht es nicht. Hier ist die Gefahr groß, dass mit einen schlecht fokussierten Strahl Intensität bzw. Empfindlichkeit verloren geht. Man sollte sich immer über den Verlauf des Lichtstrahls informieren, bevor man misst.

Der Star unter den Ultra-Mikroküvetten ist die faseroptische Messzelle. Das Bild rechts zeigt den Kopf einer solchen Messzelle, auf den man nur 5µl Probe pipettieren muss. Mit dem innen verspiegelten Deckel versehen erreicht die Messlösung eine Schichtdicke von 1 mm (es gibt auch andere Deckel). Das entspricht einer virtuellen Verdünnung von 1:10 gegenüber 10 mm Standard-Küvette. Das Licht wird durch Lichtleiter so umgeleitet, dass man die Küvette wie gewohnt in den Strahlengang des UV-Photometers stellen kann. Wer geizig mit seiner Messlösung sein muss ist hier richtig. Eine ideale Lösung für DNA/RNA Reinheitsbestimmungen und den gut gefüllten Geldbeutel.