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实验室纯水机该如何选择?

发布者::admin   发布时间: :2013-03-13 17:53 浏览次数: :

 

水是实验室内一个常常被忽视但至关重要的试剂,通常贯穿我们的整个实验过程。也许正是因为水的普遍和易得,往往让我们忽略了它对实验结果产生的影响。现代实验中,实验室纯水愈来愈发挥着不可取代的作用,纯水仪器作为实验室的基本配置在也有着非常广泛的应用。本文就如何选择实验室超纯水机做简要介绍。

一、实验室常见的水的种类:
1
、蒸馏水(Distilled Water ):
实验室最常用的一种纯水,虽设备便宜,但极其耗能和费水且速度慢,应用会逐渐减少。蒸馏水能去除自来水内大部分的污染物,但挥发性的杂质无法去除,如二氧化碳、氨、二氧化硅以及一些有机物。新鲜的蒸馏水是无菌的,但储存后细菌易繁殖;此外,储存的容器也很讲究,若是非惰性的物质,离子和容器的塑形物质会析出造成二次污染。
2
、去离子水(Deionized Water ):
应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子,但水中仍然存在可溶性的有机物,可以污染离子交换柱从而降低其功效,去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。
3
、反渗水(Reverse osmosis Water):
其生成的原理是水分子在压力的作用下,通过反渗透膜成为纯水,水中的杂质被反渗透膜截留排出。反渗水克服了蒸馏水和去离子水的许多缺点,利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体,细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质,但不同厂家生产的反渗透膜对反渗水的质量影响很大。
4
、超纯水(Ultra-pure grade water):
其标准是水电阻率为18.2MΩ-cm。但超纯水在TOC、细菌、内毒素等指标方面并不相同,要根据实验的要求来确定,如细胞培养则对细菌和内毒素有要求,而HPLC则要求TOC低。

 

二、评价水质的常用指标:
1
、电阻率(electrical resistivity):
衡量实验室用水导电性能的指标,单位为MΩ-cm,随着水内无机离子的减少电阻加大则数值逐渐变大,实验室超纯水的标准:电阻率为18.2MΩ-cm
2
、总有机碳(Total Organic Carbon TOC):
水中碳的的浓度,反映水中氧化的有机化合物的含量,单位为ppm ppb
3
、内毒素(Endotoxin):
革兰氏阴性细菌的脂多糖细胞壁碎片,又称之为“热原”,单位cuf/ml

 

三、实验用水标准

不同的国际组织如ASTMCLSIISO 等制定的水质标准有所不同,所以很难明确地划分实验室用水的等级。一般来说,我们采用下面的分级方法:

应用领域

纯水级别

相关参数

高效液相色谱(HPLC

气相色谱(GC

原子吸收(AA

电感耦合等离子体光谱(ICP

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS

分子生物学实验和细胞培养等

I 级水

电阻率(MΩ.cm)>18.0

TOC 含量(ppb):<10

热原(Eu/ml)<0.03

颗粒(units/ml):<1

硅化物 (ppb)<10

细菌(clu/ml):<1

pHNA

制备常用试剂溶液

制备缓冲液

II 级水

电阻率(MΩ.cm)>1.0

TOC 含量(ppb):<50

热原(Eu/ml)<0.25

颗粒(units/ml):NA

硅化物 (ppb)<100

细菌(clu/ml):<100

pHNA

冲洗玻璃器皿

水浴用水

III 级水

电阻率(MΩ.cm)>0.05

TOC 含量(ppb):<200

热原(Eu/ml)NA

颗粒(units/ml):NA

硅化物 (ppb)<1000

细菌(clu/ml):<1000

pH5.0-7.5

 

四、超纯水制备工艺

下面以英国瑞泰 Select Fusion纯水超纯水一体机为例说明超纯水仪器制备超纯水的流程:

1.原水:可用自来水作原水,即超纯水仪器进水。

2.自来水预处理:通过砂芯滤板和纤维柱滤除机械杂质,如铁锈和其他悬浮物等。

预处理模块是超纯水仪器的第一道关口,优质的预处理可有效提高产水水质,并延长超纯水仪器寿命。英国瑞泰超纯水机非常重视预处理,其预处理模块设计理念及性能处于全球领先地位。

3.反渗透膜过滤:可滤除95%以上的电解质和大分子化合物,包括胶体微粒和病毒等。由于绝大多数离子的去除,使离子交换柱的使用寿命大大延长。

4.去离子模块在反渗透膜的基础上再将水中的离子去除接近99%,同时也去除部分有机物。

至此,即可产生制备常用试剂溶液和制备缓冲液的II级水,电阻率在1 – 15MΩ.cm

5.抛光去离子:已知混合离子交换床是除去水中离子的决定性手段。借助于多级混床获得超纯水也并不困难。但水的TOC指标主要来自树脂床。因此,高质量的离子交换树脂就成为成败的关键。

瑞泰纯水系统利用核子级树脂进行离子交换,这类树脂是化学稳定性特别好,不分解,不含低聚物、单体和添加剂等的树脂。

6.紫外线消解:借助于短波(185nm/254nm)紫外线照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有机化合物,如甲醇、乙醇等,使其转变成CO2和水,以降低TOC的指标。

7.超滤模块:主要用于去除热原、RNA酶等物质,应用于分子生物学等生命科学实验。

8.终端过滤器: 0.22μm滤膜过滤,以除去水中的颗粒物到每毫升1个(小于0.22μm的)。

瑞泰超纯水系统特别配置了循环泵,可是产生的超纯水保持在最佳状态,是目前在超纯水系统中可实现再循环功能的为数不多的厂家之一。

 

经过上述各步骤处理后生产出来的水就是超纯水了。应能满足各种仪器分析,痕量分析等的要求。以上为从自来水到纯水和超纯水的全过程,一些超纯水器如Purite Select Fusion就包含了上述的所有纯化单元。当然很多超纯水器(如Neptune AnalyticalNeptune life Science等)所需要的进水是纯水(去离子水,反渗透水,蒸馏水等),不能使用自来水做进水,其纯化单元相对就少的多了。

 

五、如何选择纯水机

现代实验技术的发展对实验仪器提出了越来越高的要求:1)要求实验仪器的品质更高性能更稳定;2)仪器功能集约化,一台机器要能满足多种需要;3)实验仪器的监控体系更加完备、可靠同时应当具有科学的数据管理体系;4)在操作方面,需要更加智能化、操作更方便舒适、维护更简单;5)除此之外仪器的安全性以及对环境低负担也越来越被实验工作者所重视。

就纯水仪器而言,选择优质的纯水仪器需要考虑以下因素:

1.产水品质;

2.操作舒适性;

3.监控科学性;

4.智能化集成化等几个方面

就产品品质而言,欧美各大厂家如美国的密理博纯水,英国瑞泰纯水等的产水品质并没有太大的差异,因为超纯水制备的技术已经发展成熟,各家应用的技术都是一样的。各大厂家占领市场主要看仪器在操作舒适性及智能化方面的集成化方面的人性化设计,更注重用户体验及售后服务等。

 

对于终端用户而言,在选择纯水器之前要针对自己的实验需要和经费预算等各种因素来综合考虑,也要考虑设备的稳定性,售后服务,以及自己的特殊要求(比如是否需要做3Q认证等)做出最适合自己的选择。

 

 


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