700–2,500 nm 光譜用 NIR 石英比色皿
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700–2,500 nm 光譜用 NIR 石英比色皿
為近紅外窗口最佳化的 JGS3 等級石英比色皿——穀物水分分析儀、製藥原料鑑別、高分子薄膜品管與生醫 NIR。標準 JGS1 撞上 OH 吸收之處,JGS3 透明到 3,500 nm。
NIR 石英比色皿是 一種用 JGS3 等級熔融石英做的近紅外光譜比色皿,從約 260 nm 透明到 3,500 nm——涵蓋完整的 NIR 窗口(700–2,500 nm),沒有限制標準 JGS1/JGS2 比色皿的那個 2,200 nm OH 吸收凹陷。NIR 比色皿用於穀物水分分析儀、製藥原料鑑別(PAT)、高分子薄膜厚度量測與生醫組織光譜,光程通常 1–10 mm 以平衡訊號強度與強烈的 NIR 水帶。
為何用 JGS3 石英、而非 JGS1 或 JGS2
這三種光學級石英材料在肉眼看來一模一樣、但在紅外的透射輪廓非常不同。關鍵差別是熔體的 OH(羥基)含量——而 OH 在 2.2 µm(2,200 nm)強吸收,正好在 NIR 窗口裡面。
| 等級 | 透射窗口 | OH 含量(ppm) | 最適合 |
|---|---|---|---|
| JGS1 | 185 – 2,500 nm | ~1,000 | UV-Vis 與深紫外;2,200 nm 的 OH 凹陷讓它對 NIR > 2,000 nm 表現差 |
| JGS2 | 220 – 2,500 nm | ~80–150 | 標準 UV-Vis;中 NIR 也被 OH 損害 |
| JGS3 | 260 – 3,500 nm | < 5 | NIR(700–2,500 nm)與短波紅外(到 3,500 nm);NIR 比色皿的首選材質 ✅ |
更深的材質比較見我們的 石英紫外截止指南.
水帶——讓 NIR 比色皿選型不同的東西
NIR 裡的水相樣品有兩個主導的水吸收峰:一個中等的在 1,440 nm(OH 伸縮的第一泛音) ,與一個強得多的在 1,940 nm(組合頻帶)。這些帶從根本上控制你的光程選擇,方式是 UV-Vis 所沒有的。
| 波長 | 通過 10 mm 比色皿的水吸光度 | 光程含意 |
|---|---|---|
| 900 nm(NIR 起點) | ~0.05 AU | 10 mm 沒問題 |
| 1,200 nm | ~0.5 AU | 10 mm OK |
| 1,440 nm(第一 OH 泛音) | ~3.2 AU | 透射需要 1 mm |
| 1,650 nm | ~0.7 AU | 偏好 5 mm |
| 1,940 nm(水組合帶) | > 10 AU | 次毫米或量乾樣品 |
| 2,200 nm | ~6 AU | 0.5–1 mm;JGS3 必需 |
這就是為什麼多數商用 NIR 分析儀對水相樣品預設用 1 mm 或更短 的光程——一半的分析興趣在光是水就會讓 10 mm 比色皿飽和的區域。乾樣品(穿透量測的粉末、高分子薄膜、氣相),較長的比色皿(10–50 mm)是例行。
光程 × 濃度取捨的完整處理,見我們的 依待測物分的光程選型矩陣 與 朗伯-比爾定律指南.
NIR 石英比色皿值回加價的六個地方
1. 穀物與飼料水分
Foss Infratec、Bruker MPA、Buchi NIRFlex 量測小麥、玉米、大豆的水分與蛋白質。JGS3 5 mm 比色皿應付 1,940 nm 水帶而不飽和。
3. 高分子薄膜厚度與組成
擠出線上的線上 NIR 感測器透過 1,730 nm 的 C-H 泛音帶量測薄膜厚度。JGS3 的 1–2 mm 製程流通池讓基線保持平坦。
4. 組織血氧與腦部 NIR
功能性 NIR(fNIRS)與在 760、850、905 nm 的組織光譜,受惠於低雜散光的 JGS3 參考比色皿做儀器校正。
5. 原油與燃料組成
辛烷值、含水量、生質柴油摻合比——在實驗室與線上 NIR 上全是例行。密封長光程(10 mm)JGS3 比色皿配 PTFE 蓋供溶劑相容,應付深色原油。
6. 脂肪 / 糖 / 酒精品管
乳脂、果汁 Brix、啤酒酒精——NIR 取代濕式化學法。拋棄式 PE 比色皿在高通量常見;JGS3 比色皿用於參考與校正轉移。
與常見 NIR 分析儀的相容性
NIR 儀器用的比色皿形式比 UV-Vis 更廣。下單前把比色皿尺寸配到你儀器的樣品室:
| 儀器 | 波長範圍 | 典型比色皿形式 |
|---|---|---|
| Foss Infratec Sofia(穀物) | 850–1,050 nm | 模組專用石英盤 |
| Buchi NIRFlex N-500 / NIRMaster | 800–2,500 nm | 樣品瓶與 10 × 10 mm 比色皿 |
| Bruker MPA / Tango / Matrix | 800–2,500 nm | 標準 10 mm + 模組專用 |
| Thermo Antaris II / Nicolet iS50 NIR | 800–2,500 nm | 標準 10 × 10 mm + 穿透配件 |
| JDSU MicroNIR(手持) | 950–1,650 nm | 直接接觸 + 穿透比色皿轉接 |
| PerkinElmer Spectrum Two N | 1,000–2,500 nm | 標準 12.5 × 12.5 mm |
| 製程線上(Yokogawa、Endress) | 1,000–2,500 nm | 客製流通池、JGS3、1–5 mm 光程 |
儀器專用的比色皿座尺寸或非標準形狀,MachinedQuartz 從圖紙製作 4–6 週(起訂量 1)。見我們的 美國製造商指南 了解從規格到報價的流程。
現貨 NIR 適用比色皿
下列現貨 SKU 預設以 JGS1 或 JGS2 出貨;其中任一的 JGS3 版本可供、交期 4–6 週。真正的 NIR 工作,請在報價請求裡指定 JGS3。
| SKU | 光程 | 本體 | 透光 | 最佳 NIR 用途 |
|---|---|---|---|---|
| C012CR | 1 mm | 標準 | 雙面 | 近 1,440 nm 水帶的水相 |
| C022CR | 2 mm | 標準 | 雙面 | 淡水相、乾粉穿透 |
| C052CR | 5 mm | 標準 | 雙面 | 穀物與飼料水分 |
| C102CR | 10 mm | 標準 | 雙面 | 乾樣品、高分子薄膜、氣相 |
| C202CR8 | 20 mm | 20mm 本體 | 雙面 | 長光程 NIR、稀樣品 |
| C014WS3 | 1 mm | 流通、4mm 外徑 | 四面 | 帶螢光選項的製程 NIR |
| C022WS7 | 2 mm | 流通、5mm 外徑 | 雙面 | 線上高分子 / 油監測 |
| C034WS | 3 mm | 流通、4mm 外徑 | 四面 | NIR + 側發射散射 |
| 客製圖紙 | 0.5–50 mm | 任意 | 任意 | OEM 整合;JGS3 起訂量 1 |
→ 瀏覽全部 IR / NIR 比色皿 · 見 完整比色皿尺寸表
從短波 NIR 到完整中紅外邊界
標準 JGS1/JGS2 SKU 當日出貨;任何幾何的 JGS3 版本客製 4–6 週可供。
挑對 NIR 比色皿——4 步決策
步驟 1 — 辨識你的 NIR 波長範圍
1,800 nm 以下:JGS2 可接受、JGS3 偏好。1,800–2,500 nm: JGS3 必需。2,500 nm 以上(中紅外 / FT-IR):完全離開石英——用 CaF₂ 或藍寶石。
步驟 2 — 依含水量選光程
NIR 裡的水相樣品:1–2 mm 光程是預設。乾粉 / 薄膜 / 氣體:10–50 mm。用 依待測物分的光程矩陣 處理具體濃度情況。
步驟 3 — 依溶劑 + 溫度選製法
室溫僅水相:Standard 80(最低成本)。混合有機溶劑到 600 °C: Sintered 80 / Sintered 83。需要 T > 83% 透射與蒸汽滅菌的製藥品管: Molded 83。見 製造方法.
步驟 4 — 確認座的尺寸
許多 NIR 分析儀(尤其 Foss/Buchi/Bruker)用專有的比色皿形式——下單前量你的比色皿座,或寄來儀器機型、我們交叉比對相容性。
常見問題
比色皿本體本身可以一模一樣——關鍵差別是石英等級。UV-Vis 比色皿用 JGS1(深紫外)或 JGS2(標準 UV-Vis);NIR 比色皿用 JGS3,它的 OH 含量 < 5 ppm、透明到 3,500 nm。JGS1/JGS2 比色皿在 2,200 nm 附近有強吸收凹陷,汙染 1,800 nm 以上的 NIR 量測。
可以,JGS2 比色皿在 OH 吸收尚未主導的短波 NIR(700–1,500 nm)可用。1,800 nm 以上,JGS3 變成必需。JGS1/JGS2 即使在 1,000–1,500 nm 的風險是,隨濕度影響樣品室、基線會隨時間漂移,加上你之後無法把校正轉移到更長波長。新方法開發,預設用 JGS3。
水在整個 NIR 強吸收——在 1,940 nm,10 mm 水相比色皿完全不透光(A > 10 AU)。即使在 1,440 nm(第一 OH 泛音),10 mm 比色皿讀 ~3.2 AU,遠在線性範圍之上。縮短到 1 mm 把這些帶放進 0.3–1.0 AU 的甜蜜點。乾樣品(粉末、薄膜、氣體)沒有這個限制、例行用 10–50 mm 比色皿。
JDSU MicroNIR 涵蓋 950–1,650 nm——在 JGS2 可接受的範圍內。這個帶的純手持工作,JGS2 比色皿可行。如果你的工作流程同時包含手持掃描與轉移到較長波長儀器(Buchi NIRFlex、Bruker MPA)的實驗室校正,全程用 JGS3 以避免光譜串擾。
純穿透 NIR(這是多數 NIR 工作——Foss、Buchi、Bruker、MicroNIR),雙面就夠。如果你的儀器也收集 90° 背散射或螢光(某些製程分析儀、生醫研究裝置),就需要四面。如果有任何可能你之後會加散射量測,指定四面——加價很小、又省得重買。
NIR 特有的顧慮是殘留水——即使內表面一層薄薄的水,在 1,440 與 1,940 nm 也貢獻顯著的吸光度。標準溶劑清潔後,用無水甲醇或乙醇置換收尾、再用 N₂ 吹乾。用 1,940 nm 的基線掃描驗證——如果透過空比色皿看到高於 0.05 AU 的峰,那是殘留水。見完整的 比色皿清潔規程.
這兩個詞有重疊。NIR 鬆散地是 700–2,500 nm。「SWIR」通常指 1,000–2,500 nm,是遙測與高光譜成像用的詞。2,500 nm 以上是中紅外(MIR 或就叫「IR」),需要 CaF₂、藍寶石或 KBr——石英在 3,500 nm 附近變不透明。邊界情況 2,500–3,500 nm,JGS3 仍可用。
現貨 NIR 適用比色皿(JGS1/JGS2)從我們的美國倉庫當日出貨(5–8 天到實驗室)。JGS3 版本是訂製:光程到 20 mm 為 4–6 週,50 mm 或更大為 6–8 週。起訂量 1——JGS3 客製工作無最低訂購量。




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