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怎样保证高质量超纯水的稳定供应?

2020.3.10

化学分析、药品生产、生物分析和医学研究等部门,均普遍地将超纯水作为清洗剂和溶剂。《实验与分析》为此特地整理了市场上的超纯水系统,并报道了其应用发展趋势。

超纯水是实验室和工业分析所使用的最重要的清洗剂和溶剂,无论是药品的制备、半导体工业中电路板芯片的制造、太阳能电池的生产,还是营养介质、缓冲溶液和科研工作所用的试剂,对超纯水的需求都是巨大的,而只有稳定供应的高质量超纯水,才能保证具有重现性的结果以及高产品质量。


图2.  25 ℃时的电导值和电阻率是超纯水重要的质量判断依据。

为了使实验室研究和工业生产顺利进行,一些职能部门,例如ASTM(美国材料与试验协会)、CAP(美国病理学家协会)、ISO(国际标准化组织)以及VDI(德国工程师协会)等专门提出了水的质量标准及规范。按照不同的水纯化级别,可将水质分别定为4级,最高纯度级别的水是超纯水(相当于ASTM和CAP的第1级水)。这种水在化学分析、生物医学和生化分析研究中,在进行GC、HPLC、AAS和ICP-MS等分析时,用于空白试验和样品稀释,配置HPLC流动相、细胞培养中的营养介质、缓冲溶液以及用作溶剂和清洗剂。


图3.  用户往往直接在仪器旁取用超纯水,或者通过软管于数米半径范围内取水。

超纯水最重要的质量判断参数是:电导或水的电阻率、有机结合碳量(TOC总有机碳)、颗粒物以及细菌数。超纯水在25 ℃的电导值最大为0.1 μS/cm,电阻值18.2 MΩ,TOC含量为10μg/ml, 细菌数小于5KBE/ml(KBE 菌落形成单位,亦称CFU)。具有TOC测量的超纯水系统要对有机物含量进行实时监控,而对于许多生物分析应用而言,还必须保持绝对不含核酸酶、DNA、内毒素以及热原。为了保证高纯度,超纯水系统采用了不同的纯化技术,如离子交换法、膜分离法、反渗透法、超滤法、电去离子化以及紫外辐射法等,旨在满足个性化的应用需求,起始操作通过过滤和离子交换法除去大部分颗粒物和离子成分。完整的纯化系统将所有纯化要素集成于一个系统中,该系统可直接连接到自来水管路上,而其它系统则需要应用预先纯化过的水作为进水。


超纯水系统市场调查

用户在投资购置一套新的超纯水系统前,会考虑一个重要的问题:每日预计的的用水量是多少?制造商提供的系统容量,从每日几升水到几百升乃至工业应用的数千升,而出水率也因系统的不同而有所差别。长时间贮存超纯水,会导致仪器对水的分析能力下降,而且水的pH值也会发生改变。在分析实验室里,超纯水制备应放置在仪器附近,以便快速制备纯水。根据仪器位置,可通过软管连接,以扩大取水范围。如果要贮存预先制好的超纯水,需选择合适的贮存容器,灭菌模式有助于防止贮水灌中细菌的滋生。


超纯水系统市场调查

总系统的运行和维护成本也是一项重要内容,例如耗材的费用,纯化要素,使用寿命等。以下是关于超纯水系统制造商的一份市场调查报告,每个厂家从其产品系列中选择两款型号,产品特点根据问卷调查提供的信息汇集而成。



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