實驗室用水純度的要求

所謂實驗,是指對現象所推測的假設加以驗證的動作。假設能否被證明為真理,與假設能否具有再現性的結果至關重要。實驗中用來配置溶液的化學試劑,及所使用的水的純度非常重要。假設水中污染物對實驗檢測會造成影響,就必須去除這些物質。此外,為了取得良好的再現性結果,使用能保持穩定水質的純水是必要的。

水中存在的雜質

微粒物:鐵鏽、泥沙、膠體、懸浮物、固體顆粒

可溶性無機物:無機鹽類、溶解氣體、重金屬、硬度成分 (鈣、鎂等)

可溶性有機物:木質素、單寧、腐植酸、內毒素、RNA分 解酶、農藥、三氯甲烷、環境荷爾蒙物質、界面活性劑、有機溶劑

微生物:細菌類、藻類

水的純度的表示方法

在水中,將距離1cm的兩片表面積為1cm2大小的電極加以通電,來監測兩極間的導電率,通過所加電壓和測得的電流能夠獲知兩極間的電阻值,這個數值在水質分析中通常被稱為電阻率或比電阻,其單位用MΩ·cm來表示。電阻率的倒數稱為導電率或電導率,用μs/cm來表示。

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這兩個參數是表示水的純度的最常用參數。

將自來水中的離子去除,會使得電阻率值升高(導電率降低),但並非無限制的增加,這是因為部分水分子會電離為氫離子和氫氧根離子,其電阻率值極限值18.248MΩ·cm(25℃)。此外,電阻率值會隨著水的電離常數而改變,因而會受到水溫的影響。例如,25℃的超純水,其電阻值為18.2MΩ·cm,但在0℃則為84.2MΩ·cm,100℃則為1.3MΩ·cm。在25 ℃附近,當溫度上升1℃,其電阻值將下降0.84MΩ·cm。因此,多使用補償至25℃的電阻率值來做衡量標準。

此外像總有機炭含量(TOC),熱源內毒素含量,細菌含量,顆粒含量,微生物含量,總溶解固體含量(TDS)等也常常被用作補充說明水質的重要參數。因此,水的純度標準通常由以上這些參數的一項或幾項來綜合說明、分級。

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純水的分級標準

實驗室純水可分為4個常規等級:純水、去離子水、實驗室Ⅱ級純水和超純水。

純水:

純化水平最低,通常電導率在1-50μs/cm之間。它可經由單一弱鹼性陰離子交換樹脂、反滲透或單次蒸餾製成。典型的應用包括玻璃器皿的清洗、高壓滅菌器、恆溫恆濕實驗箱和清洗機用水。

去離子水:

電導率通常在1.0-0.1μs/cm之間。通過採用含強陰離子交換樹脂的混床離子交換製成,但它有相對較高的有機物和細菌污染水平,能滿足多種需求,如清洗、製備分析標準樣、製備試劑和稀釋樣品等。

實驗室Ⅱ級純水:

電導率<1.0μs/cm,總有機炭(TOC)含量小於50ppb以及細菌含量低於1CFU/ml。其水質可適用於多種需求,從試劑製備和溶液稀釋,到為細胞培養配備營養液和微生物研究。這種純水可雙蒸而成,或整合RO和離子交換/EDI多種技術製成,也可以再結合吸附介質和UV燈。

超純水:

這種級別的純水在電阻率、有機物含量、顆粒和細菌含量方面接近理論上的純度極限,通過離子交換、RO膜或蒸餾手段預純化,再經過核子級離子交換精純化得到超純水。通常超純水的電阻率可達18.2MΩ·cm,TOC<10ppb,濾除0.1μm甚至更小的顆粒,細菌含量低於1CFU/ml。超純水適合多種精密分析實驗的需求,如高效液相色譜(HPLC),離子色譜(IC)和離子捕獲-質譜(ICP-MS)。少熱源超純水適用於像真核細胞培養等生物應用,超濾技術通常用於去除大分子生物活性物質,如熱源(結果為<0.005IU/ml)以及無法檢測到的核酸酶和蛋白酶。

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