石英 vs 玻璃比色皿：給光譜工作者的完整比較
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石英 vs 玻璃比色皿的抉擇 說穿了是個波長問題。石英透射 185–3,500 nm，凡是要測 320 nm 以下（光學玻璃的紫外截止）就非它不可；光學玻璃透射 350–2,000 nm，只做可見光時更省錢。其次才是化學相容性：石英扛得住濃酸與 1,000 °C+ 的熱衝擊，玻璃只能應付中性水性、≤ 500 °C。所以多數 UV-Vis 實驗室都把石英當預設，玻璃留給可見光譜省成本用。
石英 vs 玻璃比色皿：給光譜工作者的完整比較
MachinedQuartz · 比較指南
石英 vs 玻璃比色皿：給光譜工作者的完整比較
紫外透射、螢光、化學耐受性、成本與終身價值 —— 下單前選對比色皿所需的每一項因素。
13 個章節
6 張比較表
五步決策指南
6 則 FAQ 解答
目錄
第 1 節
快速解答：你該選哪一個？
標準石英 · 10 mm · UV-Vis
四窗口石英 · 螢光 · JGS1
附塞石英 · UV-Vis · 密封
石英比色皿 是以高純度熔融石英（SiO₂）製成的精密光學池，依等級不同透射 185 nm 至 3500 nm 的光。玻璃比色皿 以硼矽酸鹽玻璃製成，限於約 320–340 nm 以上的波長。核心差異在紫外透射：石英能通過玻璃會完全吸收的紫外光。
簡短答案： 選 石英 若你的測量低於 340 nm、需要背景最小的螢光（自發螢光數值見 螢光比色皿指南），或你使用強烈的溶劑。選 玻璃 若你只是做例行的可見光比色法（400–900 nm）、又想壓成本。其餘情況，石英這筆溢價都花得值——更耐用、更能扛，而且永遠不會卡住你的測量範圍。
正確答案取決於你的具體波長、樣品與清潔規程。以下各節逐一詳述每項因素。
第 2 節
主要差異一覽
石英與玻璃最大的分野，就在紫外透射範圍與光學品質這兩點；而這兩點，直接決定了哪種材質配得上你的測量波長與靈敏度需求。
| 屬性 | 石英（熔融石英） | 光學玻璃 | 勝出 |
|---|---|---|---|
| 紫外透射 | 自 185 nm（JGS1）或 220 nm（JGS2）起 | 截止於約 320–340 nm | 石英 |
| 可見光透射 | 完整 400–700 nm 範圍 | 完整 400–700 nm 範圍 | 平手 |
| 近紅外透射 | 達約 2500–4500 nm | 達約 2000–2500 nm | 石英 |
| 自發螢光 | 極低 —— 適合靈敏螢光 | 中等 —— 可能遮蓋弱訊號 | 石英 |
| 化學耐受性 | 優異（HF 除外） | 中等 —— 遇強酸/強鹼會劣化 | 石英 |
| 耐熱性 | 達約 1650°C；極低熱膨脹係數 | 約 600–700°C 軟化 | 石英 |
| 刮擦硬度 | 莫氏約 7；表面較硬 | 莫氏約 5–6；較易刮傷 | 石英 |
| 光學品質 | 面平整度標準 ±0.01–0.05 mm | 量產一致性較差 | 石英 |
| 折射率 | 589 nm 處約 1.46 | 589 nm 處約 1.52（依品而異） | 視應用而定 |
| 單價 | 每支標準比色皿 $30–$150+ | 每支標準比色皿 $5–$30 | 玻璃 |
| 壽命（妥善照護） | 5–10+ 年 | 1–3 年 | 石英 |
| 最適用於 | UV-Vis、螢光、高精度、強烈溶劑 | 例行可見光比色法、教學實驗室 | — |
第 3 節
波長範圍與紫外透射
石英與玻璃比色皿之間最重要的單一差異，在於它們在何處透光。依據 ASTM E275（UV-Vis 分光光度法標準作業），比色皿材質在測量波長處必須透明 —— 這是受規範實驗室環境的標準要求。玻璃吸收約 320–340 nm 以下的紫外；石英自 185 nm 起透射。
這對幾種常見測定很重要：
- 260 nm 的 DNA/RNA 定量 —— 需要 UV 級石英。玻璃會讓測量失去意義。
- 280 nm 的蛋白質吸光度 —— 玻璃即使在 280 nm 也顯著吸收。
- 210–220 nm 的 HPLC 分離分析 —— 深紫外；只有 JGS1 石英能可靠運作。
- 可見光比色法（450–700 nm） —— 兩種材質表現相當。玻璃在此是具性價比的選擇。
光學品質註記： 除了紫外截止之外，石英比色皿的拋光面平整度與平行度公差（通常 ±0.01–0.05 mm）提供比量產玻璃比色皿更一致的光學品質，影響精密工作中的光度準確度。
實用規則： 若你關注的波長是 340 nm 或更高，玻璃可接受。340 nm 以下，你需要石英。220 nm 以下，你需要專門的深紫外級石英（JGS1）。
第 4 節
石英等級：JGS1、JGS2 與 JGS3
石英也分等級，這點別家文章很少講清楚。「石英比色皿」底下其實有三種熔融石英，紫外截止、純度與價格各不相同。等級挑錯，後果跟「該用石英卻拿玻璃」一樣麻煩。
JGS1
透射：185–2500 nm
- 最高純度合成熔融石英
- 深紫外可達約 185 nm
- 最適用於核酸、遠紫外蛋白質、真空紫外
- 相當於 Hellma QS / Suprasil® 等級
- 最昂貴的等級
JGS2
透射：220–2500 nm
- 標準 UV 級石英
- 涵蓋多數實驗室紫外應用
- 蛋白質 A280、DNA A260、標準 UV-Vis
- 效能與成本的最佳平衡
- 最常以「UV 石英比色皿」之名銷售
JGS3
透射：260–3500+ nm
- IR 級熔融石英（低 OH）
- 優異的近紅外與中紅外透射
- 用於 NIR 光譜應用
- 紫外截止約 260 nm —— 不適合 DNA 工作
- 中等成本
關鍵洞見： 看到標「IR 石英」的比色皿，那就是 JGS3——做 NIR 光譜一流，但紫外截止約 260 nm，要可靠地定量 DNA 就嫌太高了。凡是對紫外敏感的應用，下單前先把等級問清楚。
第 5 節
螢光光譜考量
比起單純的吸光度，螢光測量對比色皿材質挑剔得多。螢光光譜裡，偵測器收的是發射光子；只要材質自己在激發下也會發螢光，就會墊高背景、把微弱的樣品訊號蓋掉。
石英（JGS1/JGS2）
極低的本徵螢光。FRET 測定、色胺酸螢光、單分子實驗，以及任何需要在 1 nM 以下濃度有訊噪比的工作的首選。
光學玻璃
中等的自發螢光，尤其在紫外範圍（270–400 nm）激發時。可能完全遮蔽低濃度螢光團或細胞測定。僅可接受用於高濃度樣品。
四窗口比色皿
螢光工作請用四面皆拋光的四窗口石英比色皿。這讓激發與發射可從任何角度進出 —— 是標準螢光計幾何的必要條件。
需要石英做螢光的使用情境：FRET 測定、螢光偏振與各向異性、色胺酸螢光研究（約 280 nm 激發）、qPCR 螢光標準品，以及低濃度的環境痕量分析。
第 6 節
化學相容性
熔融石英對多數實驗室試劑化學惰性。其 Si–O–Si 網路耐受酸侵蝕、有機溶劑與中度鹼。唯一的關鍵例外是 氫氟酸（HF），它會迅速蝕刻石英。玻璃比色皿另有離子溶出風險 —— 硼矽酸鹽玻璃可能釋出硼、鈉與微量金屬離子至水溶液，干擾 ICP-MS 或敏感的電化學測量。
| 試劑類別 | 石英相容性 | 玻璃相容性 |
|---|---|---|
| 水性緩衝液（pH 3–10） | 優異 | 優異 |
| 強酸（H₂SO₄、HCl、HNO₃） | 優異 | 中等 —— 隨時間劣化 |
| 強鹼（NaOH >1 M） | 中等 —— 緩慢蝕刻 | 差 —— 顯著溶出 |
| 氫氟酸（HF） | 不相容 | 不相容 |
| 有機溶劑（丙酮、DMSO、乙醇） | 優異 | 良好 |
| 芳香族溶劑（甲苯、二甲苯） | 優異 | 中等 |
| 含氯溶劑（DCM、氯仿） | 優異 | 中等 |
| 濃磷酸 | 優異 | 差 |
第 7 節
成本與終身價值
石英比色皿確實比玻璃貴不少，每支通常是 3 到 10 倍。但換個算法——攤到整個使用壽命的「每次測量成本」——對天天在用的實驗室，石英往往反而更划算。
光學玻璃比色皿
$5 – $30
標準 10 mm 光程、3.5 mL。前期成本低，但常規使用下壽命通常 1–3 年。較易崩缺、刮傷與化學劣化。
石英（熔融石英）比色皿
$40 – $180
標準 10 mm 光程、JGS2 等級。前期成本較高，但妥善保養的石英比色皿可用 5–10+ 年。更佳的耐刮性、化學耐受性與光學品質。
在找特定品牌的替代品？參見我們的 Hellma 比色皿替代指南 取得詳細交叉對照、規格比較，以及與 JGS1 石英替代品的價格比較。
大量又例行的可見光工作（像教學實驗室量 OD600 細胞密度），用玻璃完全合理。但只要牽涉紫外、螢光靈敏度或化學相容性的研究，石英耐用的本錢攤到幾年下來，反而更省。
第 8 節
如何在沒有標籤的情況下分辨石英與玻璃
石英跟玻璃比色皿長得幾乎一模一樣。接手一批沒標示的、或拿到一盒沒做記號的，下面三招可以幫你可靠地分辨。
方法 1：分光光度計掃描（最準確）
以蒸餾水裝滿比色皿，從 190–400 nm 跑一次空白掃描。讀取透射開始的位置：
| 透射起始於 | 材質 |
|---|---|
| ~185 nm | JGS1 深紫外石英 |
| ~220 nm | JGS2 紫外石英 |
| ~260 nm | JGS3 紅外石英 |
| ~320–340 nm | 光學玻璃 |
| >400 nm | 塑膠（一次性） |
方法 2：製造商標記
優質製造商會在非光學面以蝕刻或酸標記比色皿。常見代碼：「Q」或「UV」代表石英、「G」或「VIS」代表玻璃、「I」或「IR」代表紅外石英。MachinedQuartz 在黑色（非光學）側蝕刻所有比色皿的材質等級。
方法 3：紫外燈螢光測試
玻璃在 254 nm 短波紫外燈下會發出藍白色螢光。石英比色皿在視覺上維持暗色 —— 它們透射紫外而非吸收並再發射。這是快速的現場測試，但不如分光光度計法可靠。
第 9 節
決策指南：依應用區分石英 vs 玻璃
逐步選擇器
1
你的測量波長是多少？
340 nm 以下 —— 你需要石英。340–700 nm —— 兩種材質皆可。700 nm 以上（NIR）—— 石英（建議 JGS3）。
340 nm 以下 —— 你需要石英。340–700 nm —— 兩種材質皆可。700 nm 以上（NIR）—— 石英（建議 JGS3）。
2
螢光靈敏度是否關鍵？
是 —— 僅石英。來自玻璃的背景螢光會破壞敏感測量。否 —— 繼續第 3 步。
是 —— 僅石英。來自玻璃的背景螢光會破壞敏感測量。否 —— 繼續第 3 步。
3
你會使用哪些溶劑或試劑？
有機溶劑、強酸或強烈緩衝液 —— 強烈建議石英。僅水性緩衝液 —— 玻璃可接受。
有機溶劑、強酸或強烈緩衝液 —— 強烈建議石英。僅水性緩衝液 —— 玻璃可接受。
4
你會多頻繁使用比色皿？
每日研究使用 —— 石英隨時間回本。偶爾可見光範圍篩查 —— 玻璃具成本效益。
每日研究使用 —— 石英隨時間回本。偶爾可見光範圍篩查 —— 玻璃具成本效益。
5
你需要客製幾何或嚴格公差嗎？
是 —— 石英比玻璃更可靠地加工至更嚴公差。
是 —— 石英比玻璃更可靠地加工至更嚴公差。
| 應用 | 建議材質 | 等級 / 備註 |
|---|---|---|
| DNA / RNA 定量（A260） | 石英 | JGS1 或 JGS2；紫外範圍不可或缺 |
| 蛋白質定量（A280） | 石英 | JGS2 即足夠 |
| 酵素動力學（340–500 nm） | 石英 | 兩者皆可；石英較耐久而為首選 |
| 可見光比色法 / OD600 | 玻璃或石英 | 玻璃可接受；節省成本 |
| 螢光光譜 | 石英（四窗口） | 低螢光 JGS1/JGS2；四面皆拋光 |
| HPLC 紫外分離分析（210 nm） | 石英 | 深紫外需 JGS1 |
| NIR 光譜（1000–2500 nm） | 石英 | 建議 JGS3（紅外石英） |
| 有機溶劑測量 | 石英 | 化學耐受性關鍵 |
| 教學實驗室 / OD 篩查 | 玻璃 | 僅可見光範圍時具成本效益 |
| 一次性 / 高通量 | 塑膠拋棄式 | 參見 比色皿選型指南 |
第 10 節
清潔與保養：石英 vs 玻璃
清潔做得好不好，直接關係到光學品質與壽命——尤其是石英，光學面上劃一道，一支 $100+ 的比色皿可能就廢了。因為耐化學性不同，石英與玻璃的清潔規程也略有出入。
1
用後立即沖洗 —— 以同種溶劑或蒸餾水裝滿並倒空三次。切勿讓樣品在內部乾掉；乾掉的蛋白質或染料殘留會明顯更難去除。
2
例行清潔 —— 以稀 HNO₃（5–10%）浸泡 10–15 分鐘，再以蒸餾水徹底沖洗。可去除離子污染物與多數有機殘留，且不侵蝕石英表面。
3
頑固有機污染 —— 以食人魚溶液（H₂O₂:H₂SO₄，1:3）浸泡 30 分鐘可去除含碳殘留。請在抽氣櫃中並配戴適當個人防護具使用。或依製造商稀釋比使用 Hellmanex III 或 Decon 90。
4
乾燥 —— 以無棉絮光學紙巾將光學面「按乾」（勿擦）。倒置於潔淨紙巾上自然風乾。切勿用紙巾 —— 它們含研磨顆粒。
5
儲存 —— 存放於防護盒中、遠離灰塵。將石英與玻璃比色皿分開，以免誤用錯誤材質。
切勿對石英或玻璃比色皿使用 HF —— 它會不可逆地蝕刻兩種材質。除非明確標示適用光學池，否則避免使用超音波清洗機。
玻璃的差異： 避免長時間暴露於強鹼（NaOH >0.1 M）。硼矽酸鹽玻璃在鹼性條件下會溶出，透過引入硼或鈉離子同時損害比色皿表面與你的樣品。
| 清潔劑 | 石英 | 玻璃 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 蒸餾水沖洗 | ✓ | ✓ | 永遠是第一步 |
| 稀 HNO₃（5–10%） | ✓ | ✓ | 標準例行清潔 |
| 食人魚溶液 | ✓ | 短暫使用 | 需抽氣櫃 |
| NaOH >0.1 M | 僅可短暫接觸 | 避免 | 溶出玻璃；對石英緩慢蝕刻 |
| HF（任何濃度） | 絕不 | 絕不 | 不可逆地蝕刻兩者 |
| Hellmanex III / Decon 90 | ✓ | ✓ | 市售比色皿清潔劑 |
| 丙酮 / IPA | ✓ | ✓ | 有機污染 |
| 研磨擦拭 | 絕不 | 絕不 | 刮傷光學面 |
第 11 節
光譜應用：哪種技術用哪種比色皿？
不同光譜技術對比色皿材質、幾何與光學品質有不同要求。下表將最常見的實驗室光譜方法對應到適當的比色皿類型。
| 光譜技術 | 波長範圍 | 比色皿材質 | 特殊要求 |
|---|---|---|---|
| UV-Vis 吸光度（DNA、蛋白質） | 220–340 nm | 石英 JGS1/JGS2 | 2 窗口標準；UV 級不可或缺 |
| 可見光比色法（Bradford、BCA、OD600） | 400–750 nm | 玻璃或石英 | 玻璃可接受；成本較低 |
| 螢光（EEM、發射掃描） | 250–800 nm 激發/發射 | 石英四窗口 | 四面皆拋光；低自發螢光 |
| 圓二色（CD） | 190–260 nm | 石英 JGS1 | 短光程 0.1–1 mm；極薄壁 |
| NIR 光譜 | 700–2500 nm | 石英 JGS3 | IR 級低 OH；標準 2 窗口 |
| 拉曼光譜 | 可見光雷射 + 斯托克斯位移 | 石英 | 低螢光背景至關重要 |
| 原子吸收（AAS） | 190–900 nm | 石英流通池 | 流通式設計；化學耐受性 |
| HPLC 紫外偵測 | 200–400 nm | 石英流通池 | 匹配光程；溶劑相容性 |
多數紫外光譜應用——核酸定量（A260）、蛋白質吸光度（A280）、芳香族化合物分析——預設就用 10 mm 光程的標準 JGS2 石英比色皿。只有測到 220 nm 以下（如遠紫外圓二色或真空紫外）才需要 JGS1。至於 Bradford 蛋白質測定、600 nm 細胞密度、450–650 nm 的 ELISA 盤式讀取器驗證這類例行可見光工作，玻璃比色皿完全夠用。
第 12 節
何時該考慮客製化石英比色皿
標準 10 mm 光程石英比色皿能應付多數實驗室需求。但有幾種情況非得用非標準配置不可——這時候，石英比玻璃好加工的優勢就特別明顯。
非標準光程
你需要精確的容量控制 —— 亞微升微量比色皿（0.1–1 mm 光程），或用於痕量濃度分析的 50–100 mm 長光程比色皿。
嚴格光學公差
研究要求光程準確度優於 ±0.05 mm。石英可可靠加工至 ±0.01 mm 公差 —— 玻璃較難達到此精度。
特殊幾何
流通池、可拆卸設計，或為儀器相容性而具特定 Z 軸尺寸的比色皿。詳見 Z 軸尺寸指南。
MachinedQuartz 以三種製程製造客製化石英比色皿 —— Standard 80、Sintered 80 與 Sintered 83 —— 各適合不同的公差與幾何要求。詳見 客製比色皿製造頁 或 製造方法指南。
第 13 節
常見問題
我可以用玻璃比色皿做 UV-Vis 光譜嗎？
只能做可見光那一段。玻璃比色皿大約從 320–340 nm 以上才透射，所以做可見光範圍（400–700 nm）沒問題。但只要落到 320 nm 以下——包括 260 nm 的 DNA、280 nm 的蛋白質——玻璃吸收太強，給不出可靠數據。這時就得換石英。
石英比色皿和熔融石英比色皿一樣嗎？
功能上一樣。在比色皿這行，「石英比色皿」和「熔融石英比色皿」兩個說法可以互換，指的都是高純度 SiO₂。嚴格講，天然結晶石英與合成熔融石英性質略有差別，但實驗室比色皿不管標籤怎麼寫，用的都是合成熔融石英。
UV 石英與 IR 石英比色皿有何差別？
UV 石英（JGS1/JGS2）是高 OH 熔融石英，為紫外透射（低至 185–220 nm）優化；IR 石英（JGS3）是低 OH 熔融石英，為近紅外（高至 3500+ nm）優化。拿 IR 石英去做 260 nm 的 DNA 定量會失準，因為它的紫外截止本來就在 260 nm 附近。下單前，等級務必確認。
如何清潔石英比色皿？
用完馬上拿蒸餾水、或跟樣品同種的溶劑沖。頑固殘留就泡稀 HNO₃（5–10%）或市售清潔液（Hellmanex III、Decon 90）。切忌用 HF 或研磨布。乾燥時拿無棉絮光學紙巾「輕輕按」，千萬別擦光學面。玻璃比色皿規程相同，只是要避免長時間泡強鹼。
為何石英比色皿比玻璃貴這麼多？
熔融石英用的原料純度極高（合成 SiO₂），而且得在 1600°C 以上熔製。光學面還要研磨、拋光到數微米級的平整度，是道很吃工的精密工序。玻璃則能在較低溫度、用較簡單的配方做出來。差距拉開就是 3–10 倍的價差——但石英更長的壽命、更好的光學與化學表現，撐得起這個價。
石英比色皿可以高壓滅菌嗎？
石英比色皿撐得住高壓滅菌的 121°C，但要是從冷一下衝到高溫，就有熱衝擊的風險。照標準流程慢慢升溫通常沒事。不過要記住：石英也好、玻璃也好，都別在蓋著蓋或塞、可能在池內憋出壓力的情況下高壓滅菌。
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作者MachinedQuartz 技術團隊
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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： 本指南中的透射曲線、折射率資料與化學耐受性比較，源自 MQ 對石英與硼矽酸鹽樣品池兩者的品管特性分析。涉及第三方標準處，我們直接引用 ASTM E275、NIST 玻璃折射標準與 IUPAC 金皮書。
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