石英キュベットのUVカットオフ：JGS1・JGS2・JGS3の透過を比較
This post is also available in:
石英キュベットのUVカットオフとは、 10 mm光路で光学透過率が50%を下回る波長です。JGS1は約185 nm（深紫外）、JGS2は約220 nm（標準UV-Vis）、JGS3は約260 nm（IR最適化、UV性能は低め）。カットオフを主に決めるのは金属不純物と溶融プロセスであり、OH含有量ではありません。高純度合成のJGS1が最も深く透過します。JGS2は微量金属不純物と点欠陥のため220 nm付近でカットオフします。天然石英を真空融着したJGS3は、約240–260 nm帯を吸収する酸素欠乏欠陥を持ちます。OHが支配するのは赤外（1380 / 2200 / 2730 nm付近の吸収帯）であり、UVではありません。
MachinedQuartz · 材料リファレンス
石英キュベットのUVカットオフ：JGS1・JGS2・JGS3の透過を比較
石英セルがセルとして機能しなくなる境目の波長について、メーカー視点でまとめたリファレンスです。3つの石英グレード、4つの代替材料、光路長の影響、そして手元の装置でカットオフを検証する方法を解説します。あわせてお読みいただきたいのは UV-Vis 総合ガイド と 光路長ガイド.
JGS1：185 nm
JGS2：220 nm
JGS3：260 nm
サファイア / CaF₂ との比較
光路長の影響
目次
§1 · 定義
「UVカットオフ」が実際に意味すること
キュベットの UVカットオフ波長 とは、セルの透過があまりに低くなり、サンプルの吸光度とセルの吸光度を確実に切り分けられなくなる境目の波長です。データシートに載る数値（「JGS1：185 nm」や「JGS2：220 nm」）は、どのメーカーのデータシートかによって、次のいずれかの基準を略して示したものです。
T = 50% 定格波長において（最も一般的。例：石英窓に対する ASTM E275）
- T = 80% または 90%： 深紫外レーザー光学の供給元が使うより厳しい基準で、定格カットオフが5〜15 nm高くなります
- 「実用」カットオフ： 一部のキュベットカタログは、10 mm光路で T > 70% となる波長を示します。日常的なUV-Visでの実務的な目安です
この値は3つの要素で決まります。シリカのグレード（固有吸収を左右する）、測定する光路長（ベール・ランベルト則に従って吸光度をスケールする）、そして表面汚染や経年です。同じJGS1石英でも、10 mmキュベットと100 mmキュベットでは 実効 カットオフが異なります（§4）。
要点： 「UVカットオフ」は、仕様書の上では材料特性ですが、実際の測定では光路長に依存する数値になります。セルを選ぶときはその両方が重要です。
§2 · 材料の崖（クリフ）
キュベット材料別のカットオフ：崖を一目で
3つの石英グレードを詳しく見る前に、一般的なキュベット/窓材を一覧します。値は、標準的な10 mm光路で透過率が50%を下回る波長です。数値は概算で、グレードやカットオフの定義の厳しさによって、メーカーごとに±5〜10 nmばらつきます。
| 材料 | UVカットオフ（10 mm） | 実用上限 | UV-Vis適合 | 代表的な用途 |
|---|---|---|---|---|
| PMMA / アクリル | 約290 nm | 1100 nm | 可視のみ | 使い捨ての可視域セル、色素 / OD600 用 |
| ポリスチレン | 約340 nm | 800 nm | 可視のみ | 使い捨ての可視域セル |
| 光学ガラス（BK7） | 約320 nm | 2500 nm | 可視 + NIR | 日常的な比色、A340〜A1100 |
| JGS3 石英 | 約260 nm | 3500 nm | UV-B + IR | NIR/IR 用、水の吸収帯のない透過 |
| JGS2 石英 | 約220 nm | 2500 nm | 標準UV-Vis | 大半の分析用UV-Vis、医薬品QC、生物学 |
| JGS1 石英 | 約185 nm | 2500 nm | 深紫外 | 医薬品USP、光化学、A260のDNA、深紫外の迷光試験 |
| サファイア（Al₂O₃） | 約150 nm | 5500 nm | 真空紫外 + IR | 高圧 / 高温セル、中赤外窓 |
| フッ化カルシウム（CaF₂） | 約130 nm | 9000 nm | 真空紫外 + 遠赤外 | 真空紫外レーザー分光、FTIR用分解式セル |
| フッ化マグネシウム（MgF₂） | 約115 nm | 7000 nm | 真空紫外 | シンクロトロン / 真空紫外モノクロメータ窓 |
材料の境目では崖が急です。光学ガラスからJGS2石英に変えると、UV域が100 nm広がります。JGS2からJGS1に変えると、相応のコストでさらに35 nm広がります。185 nm未満では石英から完全に離れる必要があり、だからこそ次のような専門ページ、 石英・サファイア・CaF₂ 窓の比較 をご覧ください。
§3 · 3つのグレード
JGS1・JGS2・JGS3：押さえるべき3グレード
§2の材料のうち、3つのJGSグレードで分析用キュベット需要の約95%をカバーします。違いは、シリカの融着方法、残るOH（水）の量、そして残留する微量不純物に由来します。その結果として、透過曲線と価格が変わります。
JGS1
深紫外グレード
カットオフ ≈ 185 nm。 高純度SiO₂粉末を酸水素炎で火炎溶融して作ります。OH含有量は最も高い（約1000 ppm）ものの、OH吸収帯は1380 / 2200 nmにあり、UV域よりはるかに長波長側なので、UV-Vis用途に支障はありません。3グレードの中で200 nm未満の透過が最も高いグレードです。
JGS2
標準UV-Visグレード
カットオフ ≈ 220 nm。 天然結晶石英を電気溶融して作ります。微量の金属不純物（Fe、Ti、Al）と、電気溶融に伴う点欠陥が深紫外を吸収するため、SiO₂固有の吸収端が150 nm付近にあるにもかかわらず、220 nm未満で透過が落ちます。微細な気泡はわずかな散乱を加える程度で、主因ではありません。最も一般的で、コストパフォーマンスに優れたグレードです。
JGS3
IR最適化グレード
カットオフ ≈ 260 nm。 真空融着で作ります。真空工程によりOHがほぼ完全に除かれ（<5 ppm）、1380・2200 nmの水の吸収帯が消え、実用透過が3500 nmを超えて広がります。引き換えに、真空プロセスが250〜260 nmを吸収する別の欠陥を生むため、UVカットオフは高くなります。
仕様の横並び比較
| 項目 | JGS1 | JGS2 | JGS3 |
|---|---|---|---|
| UVカットオフ（T=50%、10 mm） | 約185 nm | 約220 nm | 約260 nm |
| 185 nmでの透過率 | ≥ 90% | ~5% | < 1% |
| 254 nmでの透過率 | ≥ 90% | ≥ 90% | ~30% |
| OH含有量 | 約1000 ppm | 約200 ppm | < 5 ppm |
| 1380 nmのOH吸収帯 | あり（約5%低下） | わずか | なし |
| 透過の上限 | 2500 nm | 2500 nm | 3500 nm |
| 気泡クラス | 目視で確認できず | 微細 | 目視で確認できず |
| 相対価格 | 1.6× | 1.0× | 1.4× |
| 最適な用途 | 深紫外、光化学、USP | 一般的なUV-Vis、生物学、色素 | NIR/IR、水の影響のない透過 |
よくある誤解： JGS1は 単なる 「上位版のJGS2」ではありません。価格が高いのは と はOH含有量が多いため、NIR性能は劣ります。実際に220 nm未満を測定する場合や、深紫外のセルを高負荷で使う場合にのみ、JGS1に費用をかける価値があります。220〜1100 nmの作業には、JGS2が正解です。
製造側の背景、すなわち Standard 80（接着組立）、Sintered 83（粉末融着）、Molded 83（一体融着）がグレード選択とどう関わるかは、次のページ、 キュベット製法ページで解説しています。手短に言えば、深紫外の用途ではJGS1の焼結または一体成形の構造が必要です。接着部は254 nm UV下で蛍光を発し、ガスを放出するためです。
§4 · 光路長の影響
光路長で実効カットオフが変わる
データシートの1つの数値は10 mm光路に対するものです。ベール・ランベルト則によれば吸光度は光路長に比例するため、100 mmセルは任意の波長で10 mmセルの10倍の吸光度を持ち、これはカットオフ遷移の波長でも同じです。（光路を短くすると見かけのカットオフは短波長側へ動きますが、それは材料固有のSiO₂吸収端である約150 nmまでです。光路長でその端を越えて透過させることはできません。以下の数値は概算です。正確な限界は、10 mmのカットオフを直線外挿するのではなく、実際の透過スペクトルを測定して求めてください。）実務的な帰結として、長光路キュベットは より高い（不利な） 実効UVカットオフになります（同じ材料の短光路キュベットと比べて）。
実効カットオフと光路長の関係（JGS1石英）
| 光路長 | 実効カットオフ（T=50%） | A < 1.0 の使用域 |
|---|---|---|
| 0.1 mm（分解式） | 約155 nm | 真空パージ分光器で約150 nmまで |
| 1 mm | 約165 nm | 約160 nmまで |
| 10 mm | 約185 nm | 約180 nmまで |
| 50 mm | 約185 nm | 約190 nmまで |
| 100 mm | 約195 nm | 約200 nmまで（溶媒の吸収が支配的） |
長光路側では、キュベット材料より先に溶媒の吸収が制限要因になります。水は200 nmで約0.02 AU/cm吸収するため、100 mmではセルや分析対象が寄与する前に0.2 AUの溶媒ベースラインが生じます。この収支計算については、 光路長の決定フロー.
逆の落とし穴： 分解式の0.1 mmセルはカットオフを下方向に広げますが、それは乾燥パージまたは窒素パージした分光光度計でのみです。大気中の酸素が大きく吸収するのは約180 nm未満で、日常的な185〜200 nmの作業なら乾燥空気で十分ですが、180 nm未満の測定には窒素パージが必要です。セルは透過しても、光路中の空気が透過しないからです。
§5 · グレードの選び方
用途波長でグレードを選ぶ
キュベットの選択は、たいてい一つの分析波長に行き着きます。以下のルールで波長をグレードに対応づけ、必要に応じて10 mmのパイロットスキャンで確認してください。
200〜220 nm：ペプチド結合、USP/EP
JGS1。 ここではJGS2の透過が急に落ちすぎます。代表的な用途は、タンパク質含量のためのペプチド結合吸光、USP <788> の不溶性微粒子、メチルパラベンなど。焼結または一体成形の構造と組み合わせます。
254 nm：DNA、水銀アーク、光化学
JGS1またはJGS2。どちらでも可。 日常的なA260/A280の核酸定量にはJGS2で十分です。ただし、サンプルが高強度の254 nm UV（殺菌ランプ、光反応装置）に晒される場合はJGS1を使ってください。JGS2はソーラリゼーション欠陥がより早く蓄積します。
280 nm：タンパク質A280
JGS2。 標準波長における標準グレードです。280 nmではJGS1と比べて測定できるほどの透過低下はなく、JGS2の方が安価です。
300〜600 nm：可視域のUV-Vis
JGS2、あるいは光学ガラスでも可。 340 nm未満を一切測定しないなら、BK7光学ガラスキュベットが最もコスト効率の良い選択です。JGS2なら、セルの在庫を変えずに後からUV域へ踏み込む柔軟性が得られます。
800〜2500 nm：水の吸収帯が少ないNIR
JGS3。 真空融着の構造により、1380 nmと2200 nmのOH吸収帯が消えます。サンプル自体が水の吸収帯を持ち、それをセルの吸収と混同したくないNIRの食品・農業分析や、石油・ガスの炭化水素分析で重要です。
2500〜3500 nm：拡張NIR/IR
JGS3のみ。 JGS1もJGS2も2500 nmを超えると減衰し、C–H結合音域まで透過するのはJGS3だけです。3500 nmを超える場合は石英から完全に離れ、サファイアまたはCaF₂を使います。
§6 · 検証
自分の分光光度計でカットオフを検証する
データシートの数値は公称値です。サンプルが実際に受けるカットオフは、あなたのセルで、あなたの光路で、あなたの分光光度計が測る値です。重要なメソッドに投入する前のキュベットには、この5分のテストを行ってください。
5ステップのカットオフ検証
1
セルを洗浄する。 当社の キュベット洗浄ページ の徹底洗浄手順を使ってください。200 nmでは指紋一つが0.2 AUとして現れ、カットオフを気づかぬうちに30 nmずらします。
2
HPLCグレードの水を入れる を200 nmの作業に、ヘキサン/シクロヘキサンを200 nm未満の作業に使います。溶媒選びは重要です。光路長決定フローの§5を参照してください。
3
空気をリファレンスに190〜340 nmをスキャンする。 5 nmごとに吸光度を読み取ります。長波長側から短波長側へたどり、Aが最初に0.30（T = 50%）を超える波長がカットオフです。当社は実用上のカットオフとしてT = 50%を用います。この閾値は慣例的ですが任意であり、ASTM E275の作業ではT = 10%など別の水準を使うこともあります。
4
分光光度計自身の寄与を差し引く。 セルを入れずに同じスキャンを行います。リファレンススキャンでの深紫外の強度低下は、セルではなく装置の限界です。
5
公称値と比較する。 データシートから5 nm以内ならば合格です。10 nm以上ずれていれば汚染または経年で、洗浄して再試験するか、セルを引退させます。当社はこの手順を、出荷するすべての USP/EP キュベット検証 をご覧ください。
分析証明書では分からないこと： どんなセルでも、深紫外に数百時間晒されるとカットオフがずれることがあります。220 nm未満のメソッドを運用しているなら、カットオフを年1回検証してください。
§7 · FAQ
よくある質問
石英キュベットが透過できる最も低い波長は？
JGS1（深紫外グレード）は、10 mm光路・T = 50%で約185 nmまで透過します。約165 nm未満では、最もきれいな合成溶融石英でも透過しません。真空紫外の作業には、サファイア（約150 nm）、MgF₂（約115 nm）、LiF（約105 nm）の窓に移る必要があります。当社の 窓材ガイド で、石英より下の選択肢を解説しています。
JGS1と「UVグレード」や「合成」溶融石英の違いは？
JGS1は、火炎溶融で作られる深紫外グレード溶融石英に対する中国国家規格（GB/T）の呼称です。米欧メーカー（Heraeus Suprasil、Corning 7980、GE 124）の「UVグレード」や「合成」溶融石英も同じ大分類、すなわち火炎溶融・高OH・カットオフ約185 nmを指します。性能は数 nmの範囲で同等で、違いはOH含有量をどれだけ厳密に管理するかにあります。
260 nmのDNA定量にJGS2キュベットは使えますか？
はい。JGS2は10 mm光路の260 nmで約92%透過し、日常的なA260測定ではJGS1と区別がつきません。同じワークフローで220 nmのペプチド結合も読む必要がある場合や、測定中にDNAサンプルが殺菌用254 nm UVに晒される場合にのみ、JGS1に切り替えてください。
JGS3キュベットのUV性能がひどいのはなぜ？
それは欠陥ではなく、設計上そうなっています。JGS3はIR用にOHを除くため真空融着されますが、同じ真空プロセスが200〜260 nm域を吸収する酸素欠乏欠陥を生みます。JGS3はUV性能と引き換えにIR透過性を得ています。UV-Vis用にJGS3を購入したのなら、返品してJGS2を注文してください。
カットオフに光路長は本当に影響しますか？
はい、ベール・ランベルト則によります。100 mmのJGS1セルは、材料仕様が185 nmでも実用上のカットオフは約195 nmです。光路が10倍になると、カットオフ遷移域での吸光度も10倍になるためです。200 nm未満を要する微量UVの作業には、1〜10 mmのセルを使ってください。詳しい計算は上記§4と、当社の 光路長ガイド.
340 nm未満でガラスキュベットは使えますか？
いいえ、確実には使えません。BK7光学ガラスの透過は340〜320 nmで急速に落ち、320 nm未満では10 mmセルで吸光度が1 AUを超えます。UVの作業にはJGS2（220 nm未満ならJGS1）に切り替えてください。当社の 石英 対 ガラスの比較 で、トレードオフ全体を解説しています。
JGS1・JGS2・JGS3を見た目で見分けるには？
見分けられません。3つとも目では同じに見えます。識別には、透過スキャン（JGS3は260 nm、JGS2は220 nmでカットオフ、JGS1は200 nmを超えて透過）か、メーカーの証明書が必要です。当社は推測せずに済むよう、MQの各セルにグレードをレーザーマーキングしています。手元の在庫に表示がなければ、200 nmで空気をリファレンスにスキャンしてください。
キュベットの経年でUVカットオフは変わりますか？
はい。深紫外への強い曝露（殺菌用254 nmをランプ全強度で1日数時間）は、215 nm域を吸収するカラーセンター、すなわちソーラリゼーションを生みます。強い254 nm曝露を累計約500時間受けると、JGS2はカットオフが30〜50 nmずれることがあります。JGS1はより耐性があります。1000 °Cでのアニールで損傷は元に戻りますが、たいていは交換の方が安上がりです。
MachinedQuartz は3グレードすべてでキュベットを製作できますか？
はい。当社はJGS1・JGS2・JGS3の素材を1〜10 mm厚で在庫し、標準的なキュベット形状（セミマイクロ、サブマイクロ、フローセル、分解式、円筒型）を3グレードのいずれでも加工します。各セルには、185・220・260・540・2200 nmでの実測透過を記載した証明書が付きます。在庫外のグレード/形状の組み合わせはリードタイム8〜14日です。
§8 · おすすめ製品
カットオフ要件別のおすすめキュベット
分析波長を適切なグレードに対応づけてください。MQのセルはすべて、カットオフと主要波長を記載した透過証明書付きで出荷されます。
JGS1 · 1 mm石英 1 mm スクリューキャップ、Molded 83
実効カットオフ約165 nm、4方向透過。200〜220 nmのペプチド結合や、10 mmでは飽和する高濃度サンプル向け。揮発性溶媒のUV作業に対応する密閉式です。
JGS2 · 10 mm石英 10 mm ウルトラマイクロ、JGS2
カットオフ約220 nm。標準光路でサブマイクロ50 µLの容量を実現し、A260/A280の核酸・タンパク質定量に最適です。
ガラス · 50 mmガラス 50 mm、Sintered 80
光学ガラスでカットオフ約320 nmの長光路セル。深紫外が不要な微量発色分析（340〜1100 nm）向けです。
ガラス · 100 mmガラス 100 mm、Standard 80
可視域の微量分析向け。340 nm未満のUV作業には、JGS1石英の長光路版（カスタム製作）に切り替えてください。
このページが信頼できる理由
執筆者MachinedQuartz テクニカルチーム
監修Bryan Wright（創業者、石英キュベット製造歴13年以上）
生産拠点JGS1 / JGS2 / JGS3 を自社在庫 · セルごとに透過を認証
最終更新2026年5月6日 · 次回見直し 2026年11月
方法論： カットオフの数値は、メーカーのデータシート（Heraeus Suprasil、GE 124、Corning 7980、JGS Group）から採り、当社のキュベット在庫全体の透過スキャンと照合しています。光路長別の実効カットオフはベール・ランベルト則から計算し、重水素光源付きの Cary 60 で検証しています。
参考文献
- ASTM E275-22 — UV/Vis/NIR分光光度計の性能の記述・測定に関する標準実施法
- Edmund Optics — UVグレードとIRグレードの溶融石英
- RP Photonics — 溶融石英の特性とグレード
- Lake Shore Cryotronics — 溶融石英UVグレードの透過データ
- USP <788> — 注射剤中の不溶性微粒子（キュベットのUVカットオフ要件）
Recent Comments