セルの種類と選択

表1. 各種材質のセルの測定波長範囲

セルに使われる素材は測定を行う波長で吸収がないことが求められます。一般にセルによく用いられる素材はガラスと石英です。使い捨てのセル（ディスポーザブルセル）では主にポリスチレン（PS）やポリメチルメタクリレート（PMMA）がセル素材として用いられています。各種セルが使用できる波長を表1に示します。

図1. 各種セルの透過率

このようにセルの素材により測定可能な波長範囲が異なります。空気を対照とした各セルの透過スペクトルを図1に示します。表1に示している測定波長範囲においてセルによる吸収がないことが確認できます。

 

図2. 通マンガン酸カリウムの吸収スペクトル
（光路長100mmおよび10mm）

まず測定する波長，使用する溶媒によりセルの種類多くの溶液測定では主に光路長10mmのセルが用いられます。しかし試料濃度が低い場合は，十分な吸光度が得られないことがあります。試料を濃縮することで10mmのセルを用いることができますが，濃縮の過程で試料が揮発する場合や化学変化を起こす場合などでは濃縮が困難です。このように濃縮が難しい場合には光路長の長い「長光路長セル」を用いた測定が有効です。長光路長セルにはセル光路長が20mm，50mm，100mmのセルがあります。セルの光路長に比例して吸光度が大きくなります。図2に光路長10mmセルと光路長100mmセルを用いて10mg/L過マンガン酸カリウム溶液を測定した結果を示します。100mmセルの吸光度が10mmセルの吸光度より10倍大きいことが確認できます。

よく知られている長光路長セルを用いた測定に水の濁度測定があります。濁度の低い試料を測定する際に光路長50mmのセルや100mmのセルがよく用いられます。

図3. トルエンの吸収スペクトル
（光路張1mmおよび10mm）

このように吸光度が高いにもかかわらず，希釈が困難な場合には「短光路長セル」を用いた測定が有効です。短光路長セルには光路長1mm，2mm，5mmのセルがあります。図3に光路長1mmセルと光路長10mmセルを用いてトルエンを測定した結果を示します。1mmセルでは10mmセルと比較して吸収の飽和（透過率が0%になること）が起きにくいことが確認できます。

短光路長セルを用いた測定でよく知られているものに近赤外領域の溶液測定があります。近赤外領域の測定において10mmセルを用いると溶媒による吸収が飽和し，試料の吸収が得られないことが少なくありません。溶媒による吸収の飽和が起こらないようにするために短光路長セルが用いられます。
低濃度試料，高濃度試料では，吸光度や透過率の大きさを目安にセル光路長を選択します。

図4. ウシ血清アルブミンの吸収スペクトル
（超ミクロセル試料量50μL）

これらのセル以外にも「3μL超微量測定キャピラリセルセット」があります。非常に細いガラス管に試料を入れるため光路長は0.5mm相当になりますが僅か3μLの試料量で測定可能です。 微量測定用のセルを用いる測定としては水中の非イオン界面活性剤の分析や抽出タンパク質，DNAの定量などがよく知られています。
試料が微量の際には得られる試料量を目安にセルの容量を選択します。