Het is moeilijk om je een laboratorium voor te stellen, academisch of industrieel, waar optische spectroscopie, zoals UV/Vis, NIR, FTIR of Raman, niet aan de orde is. Samples analyseren en karakteriseren met behulp van licht is routine voor onderzoekers in een groot aantal sectoren. Meestal gaat alle aandacht uit naar de spectrometer als verbeteren van de prestaties of het uitbreiden van het toepassingsgebied aan de orde is.

Veel minder zichtbaar, bijna letterlijk, is (het belang van) het materiaal dat de interface vormt tussen licht, sample en detector. Dat materiaal moet zeer transparant zijn, zodat het binnenkomende licht en het uitgaande signaal niet worden vervormd. Het moet ook chemisch inert zijn om ongewenste reacties met het sample te voorkomen, mechanisch robuust en een goed gedefinieerde structuur hebben om de betrouwbaarheid en reproduceerbaarheid van de metingen te vergroten.   

Cuvetten  

Met een lange geschiedenis in de productie van kwartsproducten is dit zeer bekend terrein voor HELLMA, een toonaangevende leverancier van optische materialen en componenten. ‘Wij bieden kwarts-cuvetten van hoge kwaliteit die uiterst nauwkeurige kwantitatieve metingen mogelijk maken, zoals het bepalen van de concentratie van een sample’, zegt Oliver Mandal, Product Manager bij HELLMA Analytics. Kwarts biedt hiervoor de gewenste eigenschappen. Het is zeer transparant en omdat het vrij inert is, vervuilt het niet en gaat het dus lang mee. Maar er komt meer bij kijken.

Mandal: ‘Onze cuvetten assembleren we vanuit uit losse onderdelen die met uiterste precisie worden geproduceerd, wat zorgt voor een hoge reproduceerbaarheid van je metingen.’ Een groot verschil met kunststof cuvetten die worden gegoten, aldus Mandal. ‘Dat is zeer geschikt voor goedkope massaproductie, maar er zijn altijd afwijkingen. De cuvetten zullen iets van elkaar verschillen, bijvoorbeeld in de dikte en de vlakheid van een venster. Zulke cuvetten zijn prima geschikt voor eenvoudige, routinematige metingen. Maar als er zeer specifieke metingen nodig zijn, heb je cuvetten nodig die dat niveau van specificiteit kunnen evenaren.’   

Referentiematerialen   

De kwartsinterface biedt echter meer mogelijkheden dan de statische momentopname-metingen in een cuvette. Ook voor continue monitoring van processen is kwarts zeer interessant. Hiervoor biedt HELLMA een breed scala aan laboratoriumprobes met meetkoppen van kwarts. ‘Deze bieden opnieuw een zeer hoge precisie, de beste lichtdoorvoer en de weglengte van het licht kan worden gevarieerd afhankelijk van de specifieke spectrometrische techniek’, zegt Mandal. De probes zijn geschikt voor de analyse van gasvormige, vloeibare of vaste monsters en de behuizing, materialen en aansluitingen kunnen worden aangepast aan de specifieke omstandigheden in de reactor.  

Tot slot vormen de kwartsmaterialen de basis van een cruciaal onderdeel van veel productieprocessen dat vaak over het hoofd wordt gezien: de zogeheten referentiematerialen. Mandal: ‘Spectrometers moeten worden gekalibreerd en vooral voor farmaceutische productieprocessen zijn regelmatige controles nodig om er zeker van te zijn dat het signaal op de juiste positie staat en de juiste intensiteit heeft. Wij bieden sets van referentiematerialen die zijn gecertificeerd door een laboratorium dat is goedgekeurd door de regelgevende instanties.’ Kortom, als het gaat om optische spectroscopie is de keuze voor kwartsmaterialen glashelder.