比色皿選型指南 2026：材質、光程與容量尺寸表
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選擇比色皿是一項五步決策流程：(1) 材質 —— 依波長範圍在石英、玻璃或塑膠間選擇；(2) 光程 —— 依分析物濃度，透過比爾-朗伯定律在 0.1 至 200 mm 間選擇；(3) 形制 —— 依樣品體積與應用，在標準、微量、超微量、大窗口、流通池或螺旋蓋之間選擇；(4) 製造等級 —— 依溶劑相容性與溫度需求，在 Standard 80、Sintered 80/83 或 Molded 83 之間選擇；(5) 窗口數 —— 吸光度用雙窗口、螢光用四窗口。MQ 為這五項決策各自提供了選型矩陣。
比色皿選型指南：材質、光程、容量與蓋
本頁內容
MachinedQuartz · 採購指南
比色皿選型指南：材質、光程、容量與蓋
五步選對石英、玻璃或塑膠比色皿。涵蓋材質取捨、光程計算、樣品體積、窗口數量、Z 軸尺寸與蓋 —— 附照片、決策圖與比爾-朗伯實算範例。
12 個章節
18 張產品照片
4 張 SVG 圖解
五步決策流程
目錄
第 1 節
什麼是比色皿？
標準石英
10 mm 光程 · UV-Vis
雙向透光
1 mm 狹縫 · 附塞
石英配對
標準 10 mm · 兩支一組
比色皿就是一個小小的、光學透明的容器，在光譜測量時用來裝液態或固態樣品。把它擺進 UV-Vis 分光光度計、螢光計或拉曼光譜儀的光路裡，儀器就能量出樣品在特定波長下吸收、透射或發射了多少光。
吸光度與濃度之間的關係遵循比爾-朗伯定律: A = εcl，其中 A 為吸光度，ε 為莫耳吸光係數，c 為濃度，而 l 為光程 —— 即光在比色皿內穿過樣品所行經的距離。因此，選對光程與材質並非偏好問題；它直接影響你測量的準確度。
關鍵原則： 材質決定你能在哪段波長工作，光程決定你的最佳濃度範圍。這兩軸只要錯一個，就會帶進系統誤差——再多軟體校正也救不回來。
第 2 節
比色皿材質類型：石英、玻璃與塑膠
合成熔融石英（JGS1） · UV–NIR · 185–2,500 nm
玻璃 · VIS · 340–2500 nm
玻璃 · 標準 · 高性價比
第 3 節
比色皿材質對照表
訂購前，用這張表把你的波長範圍、溶劑與預算對應到正確的材質。
| 屬性 | 熔融石英（JGS1） | 光學玻璃 | 塑膠 |
|---|---|---|---|
| 紫外透射 | 185–2,500 nm ✓ | 320+ nm（光學玻璃） | PS ~340；PMMA ~300；UV 級 ~220 |
| 可見光透射 | 優異 | 優異 | 良好（依材料而異） |
| 有機溶劑 | 耐受 ✓ | 有限 | 不相容 |
| 強酸/強鹼 | 耐受 ✓ | 不相容 | 不相容 |
| 溫度上限 | ~1,100 °C 連續（材料） | ~500 °C | ~60 °C |
| 可重複使用 | 是 ✓ | 是 ✓ | 一次性 |
| 典型成本 | $$–$$$ | $–$$ | $（批量） |
| 客製尺寸 | 是 ✓ | 有限 | 否 |
結論： 只要日後有可能讀到 340 nm 以下、改用有機溶劑、或在 60 °C 以上工作，一開始就直接規劃石英。前期在玻璃或塑膠上省的那點錢，往往會隨著方法演進變成重買——而且一旦你要發表或商業化，方法驗證遲早把你逼回石英。
第 4 節
比色皿光程指南：0.5 mm 至 100 mm
短 · 1 mm · 高濃度
標準 · 10 mm · 預設
長 · 100 mm · 痕量檢測
第 5 節
依應用區分的比色皿類型
除了材質與光程，比色皿的幾何形狀還決定你能執行哪種分析技術。以下是主要的應用專用類型：
| 比色皿類型 | 關鍵特徵 | 應用 | 窗口配置 |
|---|---|---|---|
| 標準 UV-Vis | 2 面透光光學窗口 | 吸光度光譜、比爾-朗伯測量 | 雙面 |
| 螢光 | 4 面拋光光學窗口 | 螢光發射/激發、FRET | 四面 |
| 微量 / 超微量 | 縮減內部容積（5–350 µL） | 稀有樣品、nanodrop 式分析、珍貴生物製品 | 雙面或四面 |
| 流通池 | 連續流進/出口 | HPLC 檢測、線上製程監控 | 雙面 + 接口 |
| 可拆卸 | 可分離窗口 | 黏稠或固態樣品、易於清潔 | 客製 |
| 長光程 / 氣體 | 50–100 mm 或更長 | 痕量氣體、環境、高純度液體 | 雙面 |
| 圓柱形反射 | 圓形截面 | 漫反射、粉末/懸浮液測量 | 圓柱形 |
對於超微量比色皿 搭配 Shimadzu UV-1900 或 Thermo NanoDrop 2000c（比色皿模式）等儀器使用時，Z 軸尺寸（光束距比色皿底部的高度） 成為關鍵規格 —— 視儀器而定，通常為 8.5 mm 或 15 mm。
第 6 節
如何選對比色皿：五步決策流程
請依序執行以下步驟：
1
確定你的波長範圍。 若需測量 340 nm 以下，石英是必須。僅做可見光工作（340 nm 以上）時，光學玻璃或塑膠可能就夠用。
2
檢查溶劑相容性。 有機溶劑（甲醇、乙腈、DMSO、氯仿）需用石英。水性緩衝液與玻璃相容。切勿將塑膠用於有機溶劑。
3
估算 10 mm 光程下的樣品吸光度。 若 A > 1.5，改用更短的光程。若 A < 0.05，改用更長的光程或濃縮樣品。
4
檢查樣品體積。 標準比色皿需 2–4 mL。若樣品有限（< 500 µL），選微量或超微量比色皿。確認 Z 軸尺寸與你的儀器匹配。
5
決定幾何形狀。 螢光測量請用四面（全透光）比色皿 —— 自發螢光與內濾效應細節見螢光比色皿指南。標準吸光度用雙面即可。連續流分析則用流通池。
第 7 節
比色皿容量與尺寸
超微量 · 50 µL · 8.5 mm Z
微量 · 200 µL · 15 mm Z
大容量 · 100 mm 光程
比色皿容量不是一個固定數字——整個型錄跨了將近三個數量級。尺寸挑錯，浪費樣品還是小事；要是液面低於光束，你量到的吸光度根本沒意義。
| 等級 | 總容量 | 填充範圍 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
| 大容量（Macro） | 3.5 – 4.5 mL | 1.5 – 4 mL | 標準 UV-Vis 吸光度、樣品充足 |
| 半微量（Semi-micro） | 1.4 – 1.75 mL | 0.7 – 1.5 mL | 緩衝液研究、試劑有限的動力學 |
| 微量（Micro） | 0.7 – 1 mL | 200 – 700 µL | 稀薄生物製品、昂貴參考標準品 |
| 超微量（Sub-micro） | 50 – 350 µL | 5 – 350 µL | 蛋白質 A280、核酸定量、珍貴樣品 |
最低填充規則： 液面必須至少位於光束中心上方 3 mm —— 通常為距比色皿底部 Z + 3 mm，其中 Z 為光束中心高度（8.5 或 15 mm）。以 15 mm-Z 標準比色皿為例，即需 18 mm 高的液體，約相當於 10 mm 光程皿身中的 1.5 mL。填得更低會引入彎月面折射與不穩定的基線。
超微量操作實務技巧：
- 先以同種緩衝液潤濕比色皿 再測量。乾燥的石英會藉表面張力把液滴沿壁面拉升，在底部留下空氣間隙。
- 沿壁面注液，勿注入中央 —— 直接注入會在狹窄的微量腔室中夾帶氣泡，而光路中即使一個小氣泡，也可能依氣泡大小與位置引入數十 mAU 的假吸光度。
- 輕敲，勿搖晃 以排除氣泡。握住比色皿的霧面，將底部在軟質表面上輕敲。
- 對於 5–50 µL 超微量腔室，請用正排量移液器。空氣排量吸頭會因死體積損失容量，你裝入的量可能比想像中少。
- 訂購前確認 Z 軸尺寸匹配：為 8.5 mm Z 設計的 200 µL 比色皿（如 Beckman DU 800）放到 15 mm-Z 儀器上會出現平直基線，因為光束完全錯過了液體。
碰上樣品本來就少的場合——單細胞生物學、法醫痕量分析、昂貴的參考物質——超微量比色皿能把樣品消耗省下好幾個數量級。再配上對的 Z 軸尺寸和潤濕流程，量出來的讀值跟裝滿的大容量比色皿幾乎沒兩樣。
第 8 節
如何在不損傷比色皿的前提下清潔它
清潔做得好，比色皿壽命能從幾個月拉到好幾年。石英比色皿的光學窗口研磨到次微米級平整度——刮痕、化學殘留或乾燥不當，任何一樣都會讓測量品質永久打折。
1
用後立即沖洗。 別讓樣品在比色皿內乾掉。用測量時所用的同種溶劑沖洗三次，以稀釋並去除殘留。
2
用蒸餾水清洗。 接著以去離子水或蒸餾水沖洗 3 次，去除緩衝鹽類與水性殘留。
3
以光譜級乙醇或丙酮沖洗。 這能去除有機殘留並加速乾燥。沖洗 2–3 次。
4
頑固殘留：浸泡稀酸。 1–5% HNO₃ 浸泡 15–30 分鐘可溶解多數蛋白質、核酸與無機沉積。之後用蒸餾水徹底沖洗。
5
以氮氣吹乾或倒置自然風乾。 將比色皿倒置於潔淨、無棉絮的紙巾上瀝乾。若有條件，以乾燥氮氣吹掃可加速乾燥且不留纖維。
6
以空白掃描驗證潔淨度。 使用前，以蒸餾水從 190–700 nm 跑一次基線掃描。任何殘留都會表現為基線吸光度升高，尤其在 250 nm 以下。
切勿做以下事項： 用紙巾、乾布或研磨材料擦拭光學面 —— 任何接觸摩擦都會永久刮傷石英。勿使用氫氟酸（HF）—— 它會蝕刻石英。勿將黏接式（Standard 80）比色皿放入超音波清洗槽 —— 超音波振動會溶解光學黏接縫。勿在裝著蓋的情況下高壓滅菌比色皿。
對於酸浸後仍殘留的染料沾染，市售比色皿清潔濃縮液（如 Hellmanex® III）對多數生物性沾染安全有效。請依製造商建議的稀釋比與接觸時間使用。
第 9 節
雙窗口 · 吸光度
四窗口 · 螢光
IR 螢光 · 附塞
雙面窗口 vs 四面窗口比色皿
比色皿製造時，不是有兩個拋光光學面（雙窗口），就是有四個拋光面（四窗口 / 全透光）。選擇完全取決於你的測量技術。
雙窗口（2 個透光面）
- 兩個相對面經過光學拋光且透明
- 另外兩面為霧面或黑色 —— 不透明
- 用於標準吸光度 / 透射率測量
- 光從一個拋光面進入，由相對的拋光面射出
- 成本低於四窗口同等款
- 最適用於： UV-Vis、比色法、OD 測量
四窗口（全透光）螢光
- 四個垂直面皆經拋光且透明
- 可從一面激發、由垂直面收集發射光
- 螢光、磷光與光散射測量的必要條件
- 也可從各角度目視檢查樣品
- 最適用於： 螢光測定、磷光測定、直角散射
要替螢光計買比色皿，務必確認是四窗口設計。標準雙窗口擺進螢光計會把發射光路擋住，這時不管螢光團濃度多高，訊號都近乎是零。
第 10 節
比色皿 Z 軸尺寸：為何重要
Z 軸尺寸（又叫 Z 高度或光束高度）是從比色皿底部量到儀器光束中心的距離。它是最常被忽略的規格之一，也是換用微量或超微量比色皿時，最容易出現平直基線、讀值飄、訊號掉的頭號元兇。
Z 軸尺寸如何造成測量誤差： 比色皿的液面要是跟儀器光束沒對上，光束就從樣品的上方或下方溜過去——不管濃度多少，吸光度都讀成接近零。對液面只有幾毫米深的微量、超微量比色皿來說，這點尤其要命。
| Z 軸尺寸 | 相容儀器（範例） | 典型比色皿容量 |
|---|---|---|
| 8.5 mm | Beckman DU 系列；Eppendorf BioPhotometer / BioSpectrometer；Thermo Genesys 與 Evolution 系列；ABX Cobas 分析儀 | 微量（50–350 µL）與超微量（10–70 µL） |
| 10 mm | Hitachi U 系列（U-1100 至 U-4001）；部分臨床分析儀 | 微量與半微量 |
| 15 mm | 多數標準大容量比色皿座；Shimadzu UV 系列；PerkinElmer Lambda 系列；Agilent 8453；Jasco V-630 及更新款；許多教學實驗室分光光度計 | 大容量（1.5–3.5 mL）與半微量（0.35–1.7 mL） |
| 20 mm | Agilent Cary 100 / 300 / 5000 研究級分光光度計；部分專用螢光計（Horiba FluoroMax 加轉接座） | 加長光程的大容量比色皿 |
| 客製 | 在線製程監測器、光纖探頭、微流體讀取器 | 客製製造 |
MachinedQuartz 為所有比色皿產品公布 Z 軸尺寸規格。請參閱我們的Z 軸尺寸參考指南，內含一張將常見分光光度計型號（Shimadzu UV-1900、Thermo NanoDrop、PerkinElmer Lambda 等）對應到所需 Z 高度的表格。若你的儀器未列出，請聯絡我們 並告知儀器型號 —— 我們可確認相容性或客製比色皿。
第 11 節
雙光程比色皿
雙光程比色皿只要轉 90°，同一支就有兩種光程可用。當你的樣品濃度範圍很寬、又不想換比色皿或重配標準品時，這招特別好用。
運作原理
它的內腔是非對稱的。窄邊對著光束放，走的是短光程（例如 2 mm）；轉 90° 換寬邊對光束，就變成長光程（例如 10 mm）。兩種光程，用的是同一份樣品。
常見配置
2 × 10 mm —— 最熱門；單一比色皿即可涵蓋 5 倍濃度範圍。
5 × 10 mm —— 適用於中等濃度樣品。
10 × 20 mm —— 為稀薄樣品延展靈敏度範圍。
10 × 50 mm —— 痕量分析並可切換靈敏度。
雙光程比色皿在酵素動力學研究（測定過程中受質濃度快速變化）與不便稀釋樣品的製程監控應用中特別有用。
第 12 節
螺旋蓋 · 完全密封
PTFE 塞 · 超微量
PTFE 蓋 · 100 mm 光程
比色皿蓋與塞
做一般檯面測量，標準開口比色皿就夠了。但碰到揮發、危險或對空氣敏感的樣品，加蓋或密封就很要緊——一來為安全，二來避免長時間測量裡揮發把樣品濃度悄悄改掉。
PTFE 推入式蓋
可推入、貼合標準 12.5 mm 比色皿開口的 PTFE 蓋。化學惰性，幾乎與所有溶劑相容。最適合揮發性有機物與中度危險試劑。
PTFE 螺旋蓋
附螺紋皿身與配套 PTFE 螺旋蓋。可形成耐壓密封，用於高揮發性或有毒樣品。常見於密封式拉曼實驗與反應監測。
矽膠塞
柔性推入式塞。適合水性緩衝液與溫和溶劑。化學耐受性不如 PTFE；不適用於強烈有機物或濃酸。
PTFE 螺旋蓋樣品瓶
全封閉、附螺旋蓋的石英樣品瓶 —— 用於樣品儲存或在光路內進行反應。當比色皿須同時作為樣品容器與測量池時使用。
無蓋（開口）
適用於室溫、測量時間短的水性樣品。是多數不需顧慮揮發的 UV-Vis 吸光度工作的標準配置。
錐形玻璃塞
磨砂錐形玻璃塞，適用於需要惰性、非 PTFE 密封的應用。用於滴定池以及顧慮 PTFE 萃出物的應用。
第 13 節
MachinedQuartz 客製化比色皿
標準目錄比色皿能涵蓋多數例行測量，但 OEM 儀器、非標準 光程與特殊幾何形狀往往需要客製製造。MachinedQuartz 依客戶規格製造精密石英比色皿，公差依製造方法而定（Molded ±0.01 mm；Sintered/黏接 ±0.06–0.08 mm），無最低訂購量，典型交貨期為 1–2 週。
我們的製造方法 涵蓋四種等級，依你的性能與化學耐受需求而定：
| 方法 | 組裝方式 | 透射 | 最高溫度 | 最適用於 |
|---|---|---|---|---|
| Standard 80 | 光學黏接 | UV-Vis 曲線，JGS2 基材1 | ~100 °C（黏膠上限） | 水性樣品、標準 UV-Vis |
| Sintered 80 | 粉末燒結熔合 | UV-Vis 曲線，JGS2 基材1 | ~600 °C（燒結縫上限） | 酸/溶劑密集環境 |
| Sintered 83 | 高純度燒結 | UV-Vis 曲線，JGS1 基材1 | ~600 °C（燒結縫上限） | 製藥品管、高精度 UV |
| Molded 83 | 一體式整體熔合 | UV-Vis 曲線，JGS1 基材1 | ~1,100 °C 連續（材料上限） | 高溫、無接縫設計 |
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MachinedQuartz 依你的精確尺寸製造客製化石英比色皿 —— 非標準光程、OEM 幾何、小批量訂單。無最低訂購量，1–2 週交貨期。
第 14 節
常見問題
石英與玻璃比色皿有何差別？
合成熔融石英（JGS1，也就是「UV 石英」標準）大約從 185 nm 往上透射，是 320 nm 以下光譜分析唯一實用的材質。較低等級的熔融石英（JGS2）約在 220 nm 截止——仍深入紫外。光學玻璃比色皿（例如以 N-BK7 為基材）要到約 320 nm 才開始透射，所以只能做可見光與近紅外。熔融石英對溶劑和酸（HF 除外）的耐受性也更好，能承受的溫度遠高於光學玻璃。
我該用哪種光程的比色皿？
樣品吸光度落在 0.1–1.5 AU 時，標準 10 mm（1 cm）光程就能應付多數測量。太濃、讀值超過 2.0 AU，就換 1 mm 或 2 mm；太稀、讀值低於 0.05 AU，就換 50 mm 或 100 mm 來改善訊噪比。
我該如何在雙面與四面比色皿之間選擇？
標準吸光度用雙面比色皿（兩個透光窗口、兩個霧面）就好——便宜，而且多數 UV-Vis 工作都夠用。螢光則要用四面比色皿（四面都拋光）：激發光從一面進，發射光在垂直面以 90 度收。全透光的好處是，你還能從任何角度目視檢查樣品。
塑膠比色皿能用於紫外測量嗎？
看是哪種塑膠。聚苯乙烯比色皿約在 340 nm 截止，PMMA 約在 300 nm。UV 級一次性塑膠比色皿（如 Eppendorf UVette、Brand UV-Cuvette）約從 220 nm 起透射，做例行 A260/A280 沒問題，但論 220 nm 以下或長期透射穩定性，還是比不上熔融石英。只要是 220 nm 以下的定量，就得用熔融石英。
比色皿的 Z 軸尺寸是什麼？
Z 軸尺寸（又叫 Z 高度）是從比色皿底部到儀器光束中心的距離。常見值有 8.5 mm（Beckman DU 系列；Eppendorf BioPhotometer / BioSpectrometer；Thermo Genesys / Evolution）和 15 mm（Shimadzu UV 系列、Agilent 8453、PerkinElmer Lambda；多數標準大容量比色皿座）。Z 軸尺寸用錯，光束就會錯過池內的液體，基線跟著變平或不穩。訂超微量或微量比色皿前，務必對照儀器規格表把 Z 軸尺寸確認好。
如何清潔石英比色皿而不刮傷它？
用後立即以測量時所用的同種溶劑沖洗比色皿，再以去離子水沖洗，接著用光譜級乙醇或丙酮沖洗。讓其自然風乾或用乾燥氮氣 —— 切勿用紙巾或粗布擦拭光學窗口。頑固殘留可浸泡 1–5% 硝酸溶液 15–30 分鐘。對於持久的生物性或染料沾染，市售比色皿清潔濃縮液（如 Hellmanex® III）是首選。切勿對黏接式（Standard 80）比色皿使用超音波清洗機，因振動會鬆動黏接縫；燒結與一體熔製款則可耐受超音波清洗。
石英比色皿能用多久？客製訂單的交貨期多長？
照顧得好，熔融石英比色皿在實驗室常規用上好多年沒問題；壽命就看樣品化學、清潔流程和組裝方式。光學窗口本身幾乎打不壞——真正會耗損的，是表面光潔度（清潔不當）或 Standard 80 的黏膠（泡過溶劑之後）。燒結與一體熔製款根本沒有會失效的接縫。客製幾何或非型錄光程的話，MachinedQuartz 的典型交貨期是：現貨石英坯料 5–8 個工作天、高階合成級製造 2–3 週；標準型錄 SKU 則自美國庫存 1–2 個工作天出貨。
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作者MachinedQuartz 技術團隊
審閱Bryan Wright（創辦人，於 MQ 13+ 年）
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最後更新2026 年 4 月 27 日 · 下次審閱 2026 年 10 月
背景說明： 本指南裡的決策樹建議、光程與材質推薦，都來自 MQ 橫跨 40+ 國的客戶支援檔案。凡是涉及第三方標準的地方，我們直接引用 NIST 的比爾-朗伯文件、ASTM E275 與 Heraeus 石英資料表。
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