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LWCC-3050
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Die UV/VIS/NIR-Absorptionsspektroskopie unterliegt dem Lambert-Beer'schen Gesetz, bei dem das Absorptionssignal proportional zur chemischen Konzentration, zur Lichtweglänge und zum spezifischen molaren Absorptionskoeffizienten der Verbindung ist. Typische optische Weglängen von Küvetten und Durchflusszellen liegen zwischen 0,2 cm und 10 cm. Längere Weglängen sind aufgrund mechanischer Einschränkungen schwer zu erreichen. Liquid Waveguide Capillary Cells (LWCCs) füllen diese Lücke. LWCCs sind faseroptische Durchflusszellen, die eine erhöhte optische Weglänge (10-500 cm) mit kleinen Probenvolumina von 2,4 µL bis etwa 3 mL kombinieren. Im Vergleich zu einer Standard-1-cm-Zelle wird ein 1 mAU-Signal mit einer 100-cm-Durchflusszelle um das Hundertfache auf 100 mAU verstärkt, unter Verwendung der patentierten wässrigen Wellenleitertechnologie von WPI.*
Sie können über Glasfaserkabel an ein Spektralphotometer mit Glasfaseranschlussmöglichkeiten angeschlossen werden. Im ultravioletten (UV), sichtbaren (VIS) und nahinfraroten (NIR) Bereich können hochempfindliche Absorptionsmessungen durchgeführt werden, um niedrige Probenkonzentrationen in einem Labor oder in einer Prozesskontrollumgebung nachzuweisen.
| Bestellcode | Weglänge | Beschreibung |
| LWCC-3050 | 50 cm Weglänge |
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| LWCC-3100 | 100 cm Weglänge |
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| LWCC-3250 | 250 cm Weglänge |
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| LWCC-3500 | 500 cm Weglänge |
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Die Liquid Waveguide Capillary Cells von WPI bestehen aus Quarzglasrohren mit einer äußeren Beschichtung aus einem Polymer mit niedrigem Brechungsindex. Ihre Flüssigkeitsprobe wird durch die Kapillare geführt und bildet den Kern des Wellenleiters. Der hydrophile Charakter der inneren Wand der Quarzglas-Kapillare sorgt für hohe Signalstabilität und einfache Entfernung von in der Durchflusszelle eingeschlossenen Luftblasen. Die Transmission des LWCC hängt jedoch hauptsächlich von der intrinsischen Dämpfung der Probenflüssigkeit ab.
Die Transmission in den NIR-Bereich ist möglich, wenn Wasser als Lösungsmittel durch Methanol ersetzt wird.
Die LWCC-3xxx-Serie von Durchflusszellen verwendet traditionelle HPLC-Typ 10-32 konische Anschlussverschraubungen mit 1/32 Zoll Schläuchen für den Flüssigkeitsanschluss und 500 µm SMA Faseroptikadapter für Lichtzufuhr und -ausgang. Die LWCC-4xxx-Serie verwendet 1/4-28 flanschlose Flachbodenanschlüsse mit 0,125" Schläuchen und 600 µm SMA Faseroptikadaptern.
Flüssigkeit kann in die Durchflusszellen gepumpt werden, entweder (im einfachsten Fall) mit einem Probeninjektor (58006) oder einer MiniStar-Peristaltikpumpe (MINISTAR). Das LWCC kann direkt an ein Flüssigkeitsinjektions-Analysesystem (FIA) oder an ein gassegmentiertes Flüssigkeitsinjektions-Analysesystem (GFIA) über einen Entlüfter angeschlossen werden.
Für diskrete Messungen kann das LWCC-Injektionssystem von WPI verwendet werden (89372) kann verwendet werden, wenn die Probe über eine Injektionsschleife von 3–4-fachem Volumen der internen Durchflusszelle in einen konstanten Fluss eingespritzt wird, um eine stabile Basislinie zu gewährleisten und die Einführung von Mikro-Luftblasen in die Durchflusszelle zu vermeiden.
Beispiel für LWCC-Messaufbau und Bestellcode
TIDAS E Photodioden-Array-Spektrometer UV/VIS (504718)
Deuterium/Halogen-Faserlichtquelle (D4H)
Flüssigkeits-Wellenleiter-Kapillarzelle, 50 cm Messlänge (LWCC-3100)
*LWCC Starter-Kit (KITLWCC)
*beinhaltet zwei Glasfaserkabel (505195x2), Probeninjektor-Anschluss (58006), MiniStar Peristaltische Pumpe (MINISTAR) und Waveguide-Reinigungsset (501609).
LWCCs wurden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, wie Flüssigkeitschromatographie, Stoppfluss- und kolorimetrische Detektion, Trinkwasseranalyse sowie Umwelt- und ozeanographische Überwachungssysteme.
Mikrochemische Analyse mit Durchflussdetektoren, 1995, US-Patent Nr. 5.444.807.
Wellenleiter mit wässrigem Fluidkern, 1996, US-Patent Nr. 5.507.447.
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Chemische Sensortechniken mit flüssigkeitskernoptischen Fasern, US-Patent Nr. 6.016.372

Diese Spektren zeigen die optimalen Nachweisgrenzen für LWCCs mit unterschiedlichen Weglängen.

Eine Abbildung eines kompletten WPI Langweg-Flüssigkeits-Absorptionssystems zur Spurenanalyse.

Typische LWCC-Konfiguration umfasst ein Injektionssystem, eine Pumpe und ein Spektrophotometer.
Anleitung zur Messung von gefärbtem gelöstem organischem Material (CDOM)
Lange Weglänge gewährleistet signifikante Steigerung der Empfindlichkeit
| LWCC-3050 | LWCC-3100 | LWCC-3250 | LWCC-3500 | LWCC-4010 | LWCC-4050 | LWCC-4100 | |
| Optische Weglänge | 50 cm | 100 cm | 250 cm | 500 cm | 10 cm | 50 cm | 100 cm |
| Innenvolumen | 125 µL | 250 µL | 625 µL | 1250 µL | 0,31 mL | 1,57 mL | 3,1 mL |
| Faseranschluss | 600 µm SMA | 600µm SMA | |||||
| Transmission @254nm* | ≥ 20 | ≥ 10 | ≥ 1 | - | ≥ 4 | ≥ 3 | ≥ 2 |
| Transmission @540nm* | ≥ 35 | ≥ 30 | ≥ 30 | ≥ 20 | ≥ 5 | ≥ 4 | ≥ 3 |
| Rauschen [mAU]** | <0,1 | <0,2 | <0,1 | <1,0 | <0,1 | <0,2 | <0,5 |
| Maximaler Druck | 100 PSI | ||||||
| Benetztes Material | PEEK, verschmolzene Siliziumdioxid, PTFE | ||||||
| Flüssigkeitseingang | Standard 10-32 konischer Anschluss | ||||||
* Referenziert mit gekoppelten 500µm Fasern
** Gemessen nach ASTM E685-93
*** Ein ein Meter langer Wellenleiter mit 550µm Innendurchmesser benötigt etwa 1,5 PSI für einen Wasserfluss von 1,0 mL/min.

Beim Vergleich des Lichtdurchsatzes in Abhängigkeit von der Wellenlänge dreier Glasfaserkabel gilt: Je größer der Durchmesser des Kabels, desto besser die LWCC-Leistung bis zu 600µm, was dem Eingangs-Durchmesser des SMA-Steckers entspricht.
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Der Fantasie sind keine Grenzen gesetzt bei den praktischen Anwendungen der Liquid Wavelength Kapillarzellen (LWCC) von WPI, die in der faseroptischen Spektroskopie-Gemeinschaft auch als Long Pathlength Flow Cell bezeichnet werden. Dieses faseroptische Probenahmezubehör für Absorptionsmessungen kombiniert verlängerte optische Weglängen mit kleinen Probenvolumina und ist somit ideal für die Wasseranalyse, wie z. B. CDOM.
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