石英セルとは？石英セルの基礎から使い方まで初心者向けに解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

石英セルとは

石英セルとは、光を通す透明なセルのことです。主に石英ガラスを材料に作られ、液体や気体を閉じ込めて光の道を作るための容器として、実験機器の中で重要な役割を果たします。特に分光計や蛍光分光計など、光の透過を前提にした測定機器で使われます。石英セルは 透明度が高く、光学面が均一に研磨されていることが求められます。

石英の特性と利点

石英は二酸化ケイ素(SiO2)を主成分とする材料で、可視光領域だけでなく 近紫外領域から近赤外領域にかけて高い透過性を示します。 耐薬品性も高く、酸やアルカリ、一般的な有機溶媒に対して安定しています。そのため、反応液を長時間入れておくことができ、測定途中の変化を正確に読み取ることができます。

主要な仕様と選び方

標準的なパス長は通常 1 cm ですが、実験条件に応じて 0.5 cm や 2 cm などのタイプを選ぶことがあります。波長透過域、端面の平滑度、表面の傷の有無、温度安定性などが重要なポイントです。波長域の適合は、測定機器の光源と検出器の組み合わせに依存します。石英セルの内側は液体が触れる面であり、外側の面は通常 air に接しています。従って、光路長の影響を正しく評価するには、セルの形状と長さを機器の設計と合わせることが大切です。

使い方と取り扱いのポイント

取り扱いの基本は 清潔さ と 傷つけないこと です。測定前にはセルを指で触れず、必ず清潔な手袋を着用します。試料を入れる際は、気泡が入らないようにゆっくりと注ぎ、端面の傷や汚れが測定に影響しないようにします。洗浄には エタノール や アルコール系溶剤、必要に応じてイソプロパノールを用います。乾燥後は乾燥した清潔な環境で保管します。

取り扱いの注意点と実務

石英セルは非常に脆い場合があるため、取り扱い時の力の入れ方にも注意が必要です。端部は特に力が伝わりやすく、ひび割れの原因になることがあります。測定中の温度変化にも敏感なので、急激な温度変化を避けてください。使用後は必ず清掃し、指紋や油分が残らないようにします。保管時は衝撃から守る専用ケースに入れ、他の器具とぶつからないように配置します。

実務での活用例

UV-Vis の測定では、試料溶液の光吸収を評価するために石英セルが使われます。定義されたパス長で読み取ることで、濃度の算出や反応速度の追跡が可能です。蛍光測定では、試料の蛍光を検出するための窓として利用されます。光学系の中心部として、セルの清浄さと光学的な透明性が結果の信頼性を左右します。

仕様と表

項目	説明
材質	石英（一般には高品質の融解石英）
波長透過域	約200 nm 〜 2,000 nm 以上の広範囲
パス長の選択	0.5 cm, 1.0 cm, 2.0 cm など用途により選択
表面状態	端面は高度に平滑で傷が少ないことが望ましい
取り扱い注意	指紋防止、衝撃・温度変化に注意

このように石英セルは、光学系の心臓部とも言える部材です。正しい知識と丁寧な取り扱いで、測定の正確性と再現性を高めることができます。

石英セルの同意語

石英セル: 液体を入れて光を通すための光学用セルで、素材は石英（SiO2）製。UV領域にも高い透過性を持ち、分光測定に用いられます。
石英キュベット: 石英製のキュベット（cuvette）。光を通す薄肉の容器で、分光計の光路に置いて液体試料を測定します。
クォーツセル: Quartzセルの日本語表記。石英製の光学測定用セルのこと。
クォーツキュベット: Quartz cuvetteの日本語表現。UV/可視光の測定に用いる薄肉の容器。
石英製セル: 素材が石英で作られたセルの総称。測定のための光学容器として使われます。
石英製キュベット: 石英製のキュベット。可視光・UV領域での透過性が高い点が特徴。
光学用石英セル: 光学測定に特化した石英製セル。純度が高く、紫外線透過性が重要な用途に適します。
UV用石英セル: 紫外線域での透過性を重視して選ばれる石英セル。UV分光などに適用。
UV透過石英セル: UV領域の透過性を強調した表現。UV分光でよく使われる石英セル。
石英製光学セル: 石英で作られた光学用セル。サンプルを入れて光路を介して測定します。
クォーツ製セル: 素材が石英（クォーツ）でできたセルの総称。
クォーツ製キュベット: 石英製のキュベット。薄肉で光を通し、測定に使われます。
Quartz cuvette: 英語表記。光学測定用の石英製セルのこと。
Quartz cell: 英語表記。石英で作られたセル全般を指します。

石英セルの対義語・反対語

非石英セル: 石英以外の材料で作られたセル。代表例はガラス、プラスチック、金属など。石英セルと比べて紫外透過性・耐薬品性・熱安定性が異なるため、分析条件に応じて選ばれます。
ガラスセル: 窓材がガラス製のセル。可視光は通しますが、紫外域の透過性は石英セルより低いことが多く、価格は安価なケースが多いです。
アクリルセル: アクリル（PMMA）製のセル。軽量で加工性は高い一方、UV透過性・耐薬品性・耐熱性は石英に劣ることがあります。
ポリカーボネートセル: ポリカーボネート製のセル。透明性は高く丈夫ですが、一部の薬品に対して耐性が低下することがあり、長期使用で黄変することもあります。
プラスチックセル: PMMA・PS・PCなどの樹脂製セルの総称。安価で扱いやすい反面、化学薬品や高温条件で劣化しやすい点がデメリットです。
セラミックセル: セラミック材料で作られたセル。耐熱性は高いですが、光を透過しにくく可視・UV観察には適さないことが多いです。
金属セル: 金属材料で作られたセル。光を透過しないため、光学的測定には不向きですが、電気化学的用途や高温条件など他用途には用いられます。
不透明セル: 材料自体が不透明で、内部の観察や光学測定が難しいタイプのセル。特定の遮光用途や反射測定に使われることがあります。
UV透過性が低いセル: UV領域での透過性が低い素材のセル。石英セルの高いUV透過性と対照的で、UV-Vis分析には制限がある場合が多いです。

石英セルの共起語

クーベット: 光を透過させる液体試料を入れる透明な容器で、分光測定に使われます。石英セルはこのクーベットの素材としてよく用いられ、紫外領域の透過性が高いです。
分光光度計: 試料の吸収を光の透過度・吸光度として測定する機器。石英セルを挿入してスペクトルを取得します。
紫外可視分光法: UVから可視光の領域で試料の光学特性を測定する分析手法。石英セルはUV領域の透過性が高く適しています。
光路長: 光がセル内を通過する距離。典型的には1 cmなどの標準長を用います。
波長: 測定に用いる光の波長。石英は波長依存の透過性を持つため、適切な波長を選ぶ必要があります。
透過率: 試料を透過する光の割合。セルの素材・溶液により変わります。
吸光度: 光が試料に吸収され、光の強度が減った量を示す指標。Beer–Lambertの法則と関連します。
吸光係数: モル吸光係数とも呼ばれ、溶液中の物質が特定波長で光を吸収する度合いを表す定数です。
サンプル: 測定対象となる液体や溶液。セルに入れて測定します。
溶液: 測定対象の液体。水性・有機性問わず、石英セルを用いて測定します。
純水: 不純物を極力除いた水。UV領域でのバックグラウンドを低く保つために使われます。
蒸留水: 水分中の不純物を分離した水。準備溶媒として頻繁に使われます。
エタノール: 有機溶媒の一つ。一部の測定でサンプル溶媒として使われますが、セルの耐薬品性に配慮します。
洗浄: 測定前後にセルの表面を清浄に保つ作業。指紋や油分を除去します。
洗浄剤: セルの清浄に用いる薬剤。アルコール系や界面活性剤系などが一般的です。
温度安定: 測定時の温度を一定に保つ、あるいは温度補償を行うこと。結果の再現性を高めます。
表面汚れ: 外部の油分・指紋など。測定精度に影響するため拭き取りが必要です。
指紋: 手の皮脂などによる汚れ。スペクトルを乱す原因になることがあります。
取り扱い: 衝撃や傷を避け、清潔な状態で丁寧に扱うこと。
耐薬品性: 石英セルは多くの化学薬品に対して高い耐性を示しますが、使用前に相手薬品の適合を確認します。
UV透過域: 石英の特性として可視域よりも紫外域の透過性が高い領域。UV測定に適しています。
紫外域: 波長が短い領域。UV測定を指す表現として使われます。
透明度: セル材の透明性。内部の光の伝わり方に影響します。
1 cmセル: 光路長が1 cmの石英セル。Beerの法則の適用範囲でよく使われます。
2 cmセル: 光路長が2 cmの石英セル。感度を上げたいときに選ばれます。
ガラスセル: 石英セルと対比される一般的なセル。可視域は透過性が高いがUV域は制限されます。
保管方法: 日光を避け、乾燥した場所で清洁に保管します。
ブランク: 溶媒だけを測定して背景を補正する基準測定。背景吸光を差し引くために用います。
校正: 測定機器の正確性を確保するための調整。Blankや標準溶液を使って行います。
ビールの法則: Beer–Lambertの法則。濃度と吸光度の関係を説明する化学法則です。
適用分野: 分析化学・環境分析・医薬・生物分析など、分光測定に使われる場面が多い。

石英セルの関連用語

石英セル: 石英セルとは、液体試料を収容して分光測定を行う透明な容器で、主材料は石英（SiO2）です。紫外領域まで透過性が高く、UV-Vis分光で広く使われます。
石英キュベット: 石英で作られたキュベット（cuvettes）。薄くて透明な容器で、試料の光の通過を測定する目的で用いられます。光路長は1 cmが標準のことが多いです。
光路長: セルを通過する光の距離。Beer-Lambertの法則により、光路長が長いほど吸光度の感度が上がります。代表的には1 cm、0.5 cm、2 cmなど。
透過域: 石英が透過する光の波長域。一般的には紫外領域から可視・近赤外領域まで対応します。製品ごとに透過域が異なるため、用途に合わせて選択します。
紫外透過性: 石英は紫外線領域の透過性が高く、特に低OH石英や OHフリー素材は短波長域まで透過します。
OH含有量 / OHフリー石英: 石英にはOH基が含まれる場合があり、IR域での透過に影響します。OHフリー石英はIRでの透過性が良く、特に長波長側で有利です。
材質: 石英（SiO2）: 石英セルの主材料。耐薬品性・高温耐性に優れ、透明性が高いのが特徴です。
耐薬品性: 多くの酸・アルカリ・有機溶媒に対して耐性がありますが、HFには反応して石英を侵食するため使用不可です。
耐熱性: 石英は高温に比較的強く、一般的には100°C程度までの測定条件に耐えるタイプが多いです。高温での使用は製品仕様を確認してください。
溶媒適合性: 水・アルコール類・一部の有機溶媒に適しています。ただし溶媒の性質によっては表面の露出や微小傷が拡大する場合があるので注意が必要です。
清浄・クリーニング: 測定前後には清浄が重要です。中性洗剤、蒸留水、IPAなどで丁寧に洗浄し、HFや強酸には触れさせないようにします。超音波洗浄は軽度の汚れに有効です。
内部表面処理 / 仕上げ: 内部は鏡面仕上げや低散乱表面が施されていることが多く、光の透過を妨げる不純物を減らします。OHフリー等級も存在します。
形状・大きさ: 光路長が1 cmの標準的なキュベットが最も一般的ですが、0.5 cm・2 cm・5 cmなどの長さもあります。容量は数ミリリットル程度です。
規格・等級: 光学用石英（Optical Grade Quartz）やOHフリー石英、低吸収石英などの等級があります。用途・波長域に応じて適切な等級を選択します。
代替材料との比較: ガラスセルやプラスチックセルは安価ですが、UV透過性が落ちるため、UV-Vis分光には石英セルが適しています。
保管・取り扱いの注意: 傷を避けるため布で優しく拭く、衝撃を避けて保管します。長時間の浸漬は表面の腐食・摩耗の原因となることがあります。
校正・ゼロ点調整: 測定前にセルの光路長・端部反射の影響を補正するゼロ点調整を行い、セルごとに同じ条件で使用します。