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实验室用水的分级与技术指标!

2021.5.21

  实验室纯水可分为4个常规等级:纯水、去离子水、实验室Ⅱ级纯水和超纯水

  纯水:纯化水平最低,通常电导率在1-50μs/cm之间。它可经由单一弱碱性阴离子交换树脂、反渗透或单次蒸馏制成。典型的应用包括玻璃器皿的清洗、高压灭菌器、恒温恒湿实验箱和清洗机用水。

  去离子水:电导率通常在1.0-0.1μs/cm之间。通过采用含强阴离子交换树脂的混床离子交换制成,但它有相对较高的有机物和细菌污染水平,能满足多种需求,如清洗、制备分析标准样、制备试剂和稀释样品等。

  实验室Ⅱ级纯水:电导率<1.0μs/cm,总有机碳(TOC)含量小于50ppb以及细菌含量低于1CFU/ml。其水质可适用于多种需求,从试剂制备和溶液稀释,到为细胞培养配备营养液和微生物研究。这种纯水可双蒸而成,或整合RO和离子交换/EDI多种技术制成,也可以再结合吸附介质和UV灯。

  超纯水:这种级别的纯水在电阻率、有机物含量、颗粒和细菌含量方面接近理论上的纯度极限,通过离子交换、RO膜或蒸馏手段预纯化,再经过核子级离子交换精纯化得到超纯水。通常超纯水的电阻率可达18.2MΩ-cm,TOC<10ppb,滤除0.1μm甚至更小的颗粒,细菌含量低于1CFU/ml。超纯水适合多种精密分析实验的需求,如高效液相色谱(HPLC),离子色谱(IC)和离子捕获-质谱(ICP-MS)。少热源超纯水适用于像真核细胞培养等生物应用,超滤技术通常用于去除大分子生物活性物质,如热源(结果为<0.005IU/ml)以及无法检测到的核酸酶和蛋白酶。

  目前世界上比较通用的纯水标准主要有以下几个:国际标准化组织(ISO),美国临床病理学会(CAP)试药级用水标准,美国测试和材料实验社团组织(ASTM),临床试验标准国际委员会(NCCLS),美国药学会(USP)等。

  同时,我国也有相应的纯水标准:中国国家电子级超纯水规格GB/T11446-1997和中国国家实验室用水规格GB6682-2016等。因此市面上绝大多数的纯水系统,无论是进口的还是国产的,都是依据这些标准来设计流程的。

  评价超纯水水质的常用指标

  A、电阻率(electrical resistivity),超纯水电阻率的单位为MΩ/cm(25℃),是衡量实验室用水导电性能的指标。超纯水的电阻率随着水内无机离子的减少而电阻加大,电阻率与电导率成倒数关系。实验室超纯水的标准:水的电阻率为18.25MΩ.cm(25℃)。

  B、TOC总有机碳(Total Organic Carbon),TOC是超纯水中碳的的浓度,单位为ppm或ppb,能够反映水中氧化的有机化合物的含量,对一些有机物实验影响较大。

  C、内毒素(Endotoxin),内毒素又称之为“热原”,主要是革兰氏阴性细菌的脂多糖细胞壁碎片,其单位cfu/eu,去除内毒素的超纯水主要应用在生命科学方面。

  水中存在的杂质

  可溶性无机物:无机盐类、溶解气体、重金属、硬度成分(钙、镁等)

  可溶性有机物:木质素、单宁、腐植酸、内毒素、RNA分解酶、农药、三氯甲烷、环境荷尔蒙物质、界面活性剂、有机溶剂

  微粒子:铁锈、胶体、悬浮物、固体颗粒

  微生物:细菌类、藻类

  实验用水所要求的纯度

  所谓实验,是指对现象所推测的假设加以验证的动作。假设能否被证明为真理,与假设能否具有再现性的结果至关重要。实验的再现性除了要有良好的技巧,还受到所用化学试剂的纯度和分析仪器的精密度的影响。实验中用来配置溶液的化学试剂,及所使用的水的纯度也非常重要。假设水中污染物对实验检测会造成影响,就必须去除这些物质。此外,为了取得良好的再现性结果,使用能保持稳定水质的纯水是必要的。

  随着实验用的分析系统灵敏度的提高,对水的纯度有了更高的要求。

  1ppm = 1mg/L

  1ppb = 1μg/L

  1ppt = 1ng/L = 1μg/ml

  在水中,将距离1cm的两片表面积为1cm2大小的电极加以通电,来监测两极间的导电率,通过所加电压和测得的电流能够获知两极间的电阻值,这个数值在水质分析中通常被称为电阻率或比电阻,其单位用MΩ.cm来表示。

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