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  • 看了这十二点,你会发现实验室用水比饮用水要求还多
  • 发布日期:2019-05-23 浏览次数:1910
  •    实验室用水可以说是最重要的实验室检测试剂,了解选择正确的实验室用水是保证实验室检测结果准确性的重要基础。本文详细(xi)介(jie)绍了实验用水知识,这些你(ni)是(shi)否(fou)全部掌握呢?

    一(yi)、水的基本性质

    1个水分子(H2O)是由1个氧原子和2个氢原子弯曲键结而成。由于正、负电荷的中心不一致,因此属于极性分子。当2个水分子同(tong)时存(cun)在时,二者(zhe)会由静电(dian)交互作用与(yu)氢键结(jie)合,互相吸引(yin)并(bing)保持一定的距离(li)。而1个水(shui)分(fen)子可(ke)以同(tong)时与(yu)4个水(shui)分(fen)子结(jie)合,形成晶(jing)体般(ban)的整齐结构(gou)。

     水分子聚合体中,由(you)于氢键键结的网状(zhuang)结构(gou)会部分断裂,而(er)形成逐次移动变(bian)化(hua)的状(zhuang)态,因此水在整体上(shang)呈现(xian)液态,而(er)此结构(gou)变(bian)化(hua)每(mei)秒可达1012次(ci)。一(yi)般而言,水若(ruo)(ruo)含(han)有适量的(de)钠、钾(jia)离子及硅酸(suan)盐(yan)等(deng)矿物(wu)质,就会觉得好喝,若(ruo)(ruo)含(han)有大量残(can)留的(de)盐(yan)类,如镁、钙等(deng)非酸(suan)碱中(zhong)性盐(yan)类,就(jiu)会觉得难喝。也就(jiu)是说,所谓(wei)的(de)水除了H2O外,还含有许多其它的(de)成分,而这些成分的(de)种类和含量(liang)决定了水的(de)味道。

    水极易溶解盐类,即使阴阳离子经由静电的交互作用,很强的结合在一起,在水中也很容易电解。这是因为,水分子可以和离子结合产(chan)生“水(shui)(shui)合离子”。离子的(de)(de)半径很小,电荷大(da)的(de)(de)离子会与水(shui)(shui)分子强力的(de)(de)交(jiao)互作用,由水(shui)(shui)分子在(zai)离子的(de)(de)周围紧(jin)密排(pai)列。这时候,阳离(li)子会与带负极矩的(de)氧原子相互作用,而阴离(li)子则(ze)形成相反的(de)结构。

    二、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(rong)(rong)性有机(ji)物(wu):木质素、单宁、腐植酸、内毒素、RNA分解酶、农药、三(san)氯(lv)甲烷、环境荷尔蒙物(wu)质、界面活性剂(ji)、有机(ji)溶(rong)(rong)剂(ji)微粒子:铁锈、胶体、悬(xuan)浮(fu)物、固(gu)体颗粒微生物:细菌类、藻类

    三、实(shi)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(de)再(zai)现性除了要有良好的(de)技(ji)巧(qiao),还受到所用(yong)化学试剂的(de)纯度(du)和分(fen)析仪(yi)器的(de)精密度(du)的(de)影响(xiang)。实(shi)验中用(yong)来配置(zhi)溶液的(de)(de)化学试剂,及所使用(yong)的(de)(de)水(shui)的(de)(de)纯度也非常重要。假设水(shui)中污染物对实(shi)验检测会造成影(ying)响,就必(bi)须去除这些(xie)物质。此外(wai),为了(le)取(qu)得良好的(de)再现性结(jie)果,使用能保(bao)持稳定水(shui)质的(de)纯(chun)水(shui)是必要的(de)。

    随着实验(yan)用的(de)分析(xi)系统灵敏(min)度的(de)提高,对水的(de)纯度有了更高的(de)要求。

    1ppm = 1mg/L
    1ppb = 1μg/L
    1ppt = 1ng/L = 1pg/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(liang)极间(jian)的电(dian)阻(zu)值,这个数值在水质分析(xi)中通(tong)常(chang)被称为电(dian)阻(zu)率或比电(dian)阻(zu),其单(dan)位(wei)用MΩ.cm(megaohm-centimeter)来(lai)表(biao)示。

    电阻(zu)率的倒数称为导电率或(huo)电导率,用μs/cm(micro Siemens per centimeter)来表示。

    这两个参数是表示水的纯度的最常用参数。将(jiang)自来水(shui)中的(de)离子去除,会使得(de)电阻率值(zhi)升高(gao)(导电率降低),单并非无限制的(de)增加,这是(shi)因为(wei)部分(fen)水(shui)分(fen)子会电离为(wei)氢(qing)离子和氢(qing)氧根(gen)离子,其电阻率(lv)值极(ji)限值18.248MΩ.cm(25℃)。此外,电阻率(lv)值会随着水的电离常数而改(gai)变,因而会受到水温(wen)的影响。例(li)如,25℃的超(chao)纯水(shui),其电阻值(zhi)为(wei)18.2MΩ.cm,但在0℃则为(wei)84.2MΩ.cm,100 ℃则为1.3MΩ.cm。在25 ℃附(fu)近,当温度(du)上升1 ℃,其电阻(zu)值(zhi)将下降(jiang)0.84MΩ.cm。因此,多使用(yong)补偿(chang)至25 ℃的(de)电阻(zu)率(lv)值(zhi)来做衡(heng)量标准。

    此外像总有机碳含量(TOC),热源内毒素含量,细菌含量,颗粒含量,微生物含量,总溶解固体含量(TDS)等也常常被用作补充说明(ming)水(shui)质的(de)(de)重(zhong)要参数。因此,水(shui)的(de)(de)纯度标准通(tong)常由以上这些参数的(de)(de)一项或几项来综合说明(ming)、分级。

    四、纯(chun)水的(de)分级标准

    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(shui):纯化(hua)水(shui)平最低,通常电导率(lv)在1-50μs/cm之间(jian)。它可(ke)经由(you)单一(yi)弱(ruo)碱性(xing)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(dian)导率通常在1.0-0.1μs/cm之间。通过(guo)采用含强阴离子交(jiao)换树脂的混床离子交(jiao)换制成,但它有相对较高的有机(ji)物和细菌污染水平,能满足多种(zhong)需求,如清洗、制(zhi)(zhi)备分析标准(zhun)样、制(zhi)(zhi)备试剂(ji)和稀释样品等。实验室Ⅱ级纯水(shui):电导(dao)率<1.0μs/cm,总(zong)有机(ji)碳(tan)(TOC)含量小于50ppb以及(ji)细菌(jun)含量低于1CFU/ml。其水(shui)质可适用于多种需(xu)求,从试(shi)剂(ji)制备和溶液(ye)稀释(shi),到为细胞培养配备营养液(ye)和微生(sheng)物研究。这种纯水(shui)可(ke)双蒸(zheng)而成,或整合(he)RO和离子交换/EDI多种技术制成,也可(ke)以再结合吸附(fu)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(zai)经过核子级(ji)离子交换精纯化得(de)到(dao)超纯水。

    通常超(chao)纯水的电阻率可达18.2MΩ-cm,TOC<10ppb,滤除0.1μm甚(shen)至更小的颗(ke)粒,细菌含量(liang)低(di)于1CFU/ml。

    超纯水适合多种精密(mi)分析实验的需求(qiu),如高效液相色谱(pu)(HPLC),离子色谱(pu)(IC)和离子捕获(huo)-质谱(pu)(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(yi)及(ji)无法检测到(dao)的核酸酶和蛋白(bai)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(yan)社(she)团(tuan)组(zu)织(ASTM),临(lin)床试(shi)验(yan)标准国(guo)际委员会(NCCLS),美国(guo)药学会(USP)等。同时,我国(guo)也有相应的纯水标准:中国(guo)国家(jia)电子级超纯水规格GB/T11446-1997和(he)中国国家(jia)实验室用(yong)水规格GB6682-92等。因此市面(mian)上绝大多数(shu)的纯水系统,无论是进口的还是(shi)国产的,都是(shi)依据(ju)这(zhei)些标准来设计流程的。

    五、中国国家电子级超纯水规格

    生命科学应用方面,主要有:细菌细胞培养,临床生物化学,电泳,电生理学,酶联免疫吸附分析,内毒素分析,组织学,水栽(zai)培(pei),细胞(bao)免疫(yi)化学(xue),哺乳动物(wu)细胞(bao)培(pei)养,介质制备,微生物(wu)分析,分子(zi)生物(wu)学(xue),单克隆抗(kang)体研究(jiu),植物(wu)组(zu)织培(pei)养,放(fang)射性免疫(yi)分析等(deng)等(deng)。

    分析和常规应用方面,主要有:蒸馏水器供水,蒸汽发生器,玻璃器皿清洗,样本稀释和试剂制备,超纯水系统供水,固相萃取,普通化(hua)学(xue),电化(hua)学(xue),分光光度计,TOC分析(xi),水质分析(xi),离子色(se)谱(pu),火(huo)焰法(fa)原子吸收(shou)(Flame-AAS),石墨(mo)炉(lu)原子吸收(shou)(GF-AAS),高效液相色谱(pu)(HPLC),液质联用(HPLC-MS),电耦合等离子光谱(pu)仪(ICP-AES),等离子质谱(pu)(ICP-MS),痕量金属检测,气质联用(GC-MS)等(deng)等(deng).

    六、对(dui)水的纯度要求(qiu)极高(gao)的应用

    电泳:电泳用水最重要的要求是生物活性物质诸如内毒素(通常小于0.05EU/ml),核糖核酸酶和蛋白酶(不可测定)的去除。最好用(yong)电阻率18.2MΩ-cm,TOC<10ppb,0.1μm或更小孔径(jing)的微滤以及细菌含量低于1CFU/ml的超(chao)纯水作为供(gong)水。

    内(nei)毒(du)(du)素(su)(su)分(fen)析:从(cong)分(fen)离到(dao)(dao)细(xi)胞培(pei)养(yang)的各种(zhong)应用领域(yu)用水都要求规定内(nei)毒(du)(du)素(su)(su)指(zhi)标(biao),内(nei)毒(du)(du)素(su)(su)最大指(zhi)标(biao)范围从(cong)0.25IU/ml到(dao)(dao)0.03IU/ml。

    对内毒素分析,适用少内毒素的超纯水,通常是0.05IU/ml或更小。超滤是制造少内毒素超纯水的必须手段(国际上通常使用MWCO为(wei)5000道尔顿的超滤膜),而且可以结合UV等进行光氧化。

    石磨炉原子吸收光谱:GF-AAS与其他原子吸收光谱测定的不同之处是,其火焰炉被电子发热石墨管或棒替代,能在元素分析中达到很高的(de)灵敏度。GF-AAS要(yao)求顶级纯水系统,提供ppt级的(de)杂质(zhi)水平(ping),18.2MΩ-cm的(de)电阻率和低(di)TOC水平(ping)。内置监测仪提供纯度保证,最终的(de)水(shui)质指(zhi)标(biao)是(shi)由良好的(de)预处理(li)系(xi)统,加上连(lian)续循环流路(lu)和纯水(shui)的(de)超纯化(hua)而实现。

    电感耦合等离子光谱仪:在ICP-AES应用中,对不同元素的灵敏度明显不同,但金属、过渡金属、磷和硫检测下限都在ppb范围内。ICP-AES对(dui)水的纯度要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)相当严(yan)格,电(dian)阻(zu)率大于18MΩ-cm的超纯水是(shi)必须的,TOC的要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)一(yi)般不太重要(yao)(yao),前处(chu)理要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)反渗(shen)透或离子(zi)交换。

    等离子质谱:ICP-MS可被用于测定在ppt水平的元素。对这种灵敏的ICP-MS分析工作,水的纯度要求非常严格,要求水中杂质在ppt水(shui)平,电阻率18.2MΩ-cm和较低的(de)TOC。最(zui)终的(de)水(shui)质指(zhi)标是由良好(hao)的(de)预处理(li)系统,加上连续(xu)循环流路(lu)和纯水(shui)的(de)超纯化(hua)而实现。

    质谱分析:质谱能对混合物进行痕量分析,由于其高灵敏度,要求最高纯度的用水。所有的样本制备和前处理,例如固相萃取都需(xu)要(yao)超纯水。要(yao)求(qiu)水中杂(za)质(zhi)在ppt水平(ping),进行有机物分析时要(yao)求(qiu)电阻率18.2MΩ-cm,非常低的TOC,一般指标小于(yu)3ppb。

    痕量金属检测:先进的现代分析仪器不断提升分析的灵敏度。痕量元素现在通过使用诸如ICP-MS技术,可测定在ppt和亚ppt水平的物质。痕(hen)量分(fen)析工(gong)作(zuo)需要不含可(ke)测定成分(fen)的纯水,并(bing)且水质要求适用于(yu)最严格最灵敏的ICP-MS工(gong)作(zuo)。因此,空白试剂,标准样(yang)稀(xi)释(shi)和样(yang)本制备(bei)均需(xu)要纯度最(zui)高的超纯水,甚(shen)至需(xu)要在无尘室中操作。随着科技的发展,越来(lai)越多的应用(yong)(yong)开始要求(qiu)使(shi)用(yong)(yong)纯度高的超纯水。

    七(qi)、水的纯化技术

    微孔深层过滤:对颗粒的通过设置了物理屏障,并根据过滤微细颗粒的大小分级,由缠绕纤维或压紧的物质形成多孔矩阵,通过吸(xi)附或捕捉方式截(jie)留颗(ke)粒。深层过滤器(一般为(wei)1-50μm)通常作为(wei)一种经济的(de)纯化方式用于截(jie)留大量的(de)悬浮固体(ti),并保护下游的纯化设(she)备不被污染和堵塞。它们需要定期(qi)更换。

    活(huo)性碳吸附:活(huo)性碳通常用(yong)于(yu)预(yu)处理系统以去除进水(shui)中(zhong)的氯和氯胺(an),防止(zhi)它们破坏过滤膜和离子(zi)交换树(shu)脂。

    大部分活性碳是由椰壳或煤在有水蒸气和CO2的条件下,经800-1000℃煅烧(shao)而形成具(ju)活(huo)性的木炭,经过酸洗去掉残(can)余氧(yang)化物(wu)和其他溶(rong)解物(wu)质(zhi)。用于水处理的活(huo)性碳(tan)通常孔径范围在500-1000nm之(zhi)间,每克(ke)比(bi)表面积大约1000m2,通(tong)常是颗粒状压缩成型的,并装填于纯化柱中以防止产(chan)生(sheng)太过微细颗粒污染下游。活性碳的(de)巨(ju)大(da)表面和海(hai)量微孔以及吸附的(de)物(wu)质(zhi),成为微生(sheng)物(wu)的(de)繁殖地。微生(sheng)物(wu)的(de)生(sheng)长可以通过添加非溶解(jie)性生(sheng)物(wu)杀灭剂到碳中,如银,得到部分抑(yi)制。活性碳柱需要(yao)定期更(geng)换(huan)以保(bao)持最少的(de)细菌含量(liang)。

    反渗透(RO):反渗透膜通常用于滤除直径小于1nm的污染物,典型的反渗透方式可以滤掉水中90%的离子污染物,大部分有机物和几乎全部微粒污染物。反渗透对分(fen)(fen)子量<100道尔(er)顿(dun)的(de)(de)非离子污染物(wu)的(de)(de)去(qu)除能力(li)较低(di),而随污染物(wu)分(fen)(fen)子量的(de)(de)增大,RO膜的(de)(de)滤除能力(li)也随之增强(qiang)。理(li)论上说(shuo),这种方式可以100%滤除(chu)(chu)>300道尔(er)顿分子量的(de)分子和包括胶体及微生(sheng)物在内的(de)颗粒,溶(rong)解(jie)的(de)气体则(ze)无法靠RO膜(mo)去除(chu)(chu)。由于(yu)其(qi)出色的纯化功效,反渗透是一项(xiang)对去除绝(jue)大部分杂质非常(chang)具(ju)成本效益的技(ji)术。不过,其(qi)产水速度相对较低(di),所以使用时通常配以(yi)储水(shui)箱暂存产成水(shui)以(yi)备使用(yong)或进一(yi)步纯(chun)化。反渗透装置保护后续(xu)系统(tong)免(mian)收胶体(ti)和有机物的(de)堵塞或污染(ran),其(qi)后续(xu)系统(tong)通常配备离子交换或(huo)电渗(shen)析装置。

    离子交换:离子交换树脂床能通过与H+和OH-的离子交换,从水中有效去除离子。离子交换树脂是直径小于1mm的多孔小球,由交(jiao)链的含(han)有(you)大量(liang)功能强大的离子交(jiao)换点的不(bu)溶性聚合物制成(cheng)。水中的离(li)(li)子(zi)依据它们的相对电(dian)荷密度竞争离(li)(li)子(zi)交(jiao)换树脂(zhi)(zhi)的交(jiao)换点而(er)被树脂(zhi)(zhi)吸附。树脂(zhi)(zhi)分为(wei)阳离(li)(li)子(zi)树脂(zhi)(zhi)和(he)阴离(li)(li)子(zi)树脂(zhi)(zhi)两(liang)种。离子(zi)交(jiao)(jiao)换树脂床(chuang)放在小型(xing)滤(lv)柱或大型(xing)滤(lv)筒中使用(yong),一般使用(yong)一段时间后就要更换,此时阴(yin)阳(yang)离子(zi)交(jiao)(jiao)换基团已(yi)经(jing)替(ti)换了树脂中大部分(fen)H+和(he)OH-的(de)活性点。通过将RO膜设置在离子交换(huan)之(zhi)前(qian)的(de)方式,可得(de)到更纯的(de)水质并(bing)延长(zhang)填料的(de)使(shi)用寿(shou)命,该(gai)方法经常用于生(sheng)产高纯度超纯水的(de)实验(yan)室纯水系统(tong)中。这种方法也(ye)可避免离子(zi)交换(huan)树脂表面被大(da)的有机物分(fen)子(zi)堵塞,从而(er)降(jiang)低其交换(huan)能力。

    电渗析:电渗析(EDI)是一项结合了离子交换树脂和离子选择性通透膜,并结合直流电去除水中离子化杂质的技术。该项技术的(de)发展克(ke)服了离(li)子交换树脂的(de)局限性(xing),特(te)别(bie)是(shi)离(li)子交换柱(zhu)耗(hao)竭时离(li)子杂质的(de)释(shi)放及重(zhong)填或再生离(li)子交换柱(zhu)的(de)工作。水通(tong)过一个或多个在(zai)阳离子或阴离子选择(ze)膜之间填满离子交(jiao)换(huan)树脂的(de)(de)管腔,在(zai)电场的(de)(de)作用下,离子在(zai)离子交(jiao)换(huan)树脂间向管腔的(de)(de)两侧移动并(bing)进入另外(wai)的(de)管腔(qiang),这(zhei)个过程中也(ye)会(hui)电解产生(sheng)维持树(shu)脂(zhi)处(chu)于(yu)再生(sheng)状态所需的(de)H+和OH-。流向两侧独(du)立管腔(qiang)的(de)离子被水冲刷掉。通(tong)常,EDI的产成(cheng)水电阻率可达到5-17MΩ-cm(在25℃时),总有机碳(tan)含量(TOC)低于20ppb。由于系统内化学和电环境的作用抑制微生(sheng)物生(sheng)长,使细(xi)菌水平达到最小化。

    一般来说,EDI不能产生电阻率18.2MΩ-cm的超纯水。必须在EDI之后放置离子交换柱才可生产18.2MΩ-cm的超纯水,并且因为水中只有极少数量(liang)的离子存在,所(suo)以(yi)延长了离子交换柱的使(shi)用寿(shou)命。

    蒸馏:蒸馏法是通过改变水的形态——从液态到气态再回到液态,将水和污染物分离。每一个转换过程都为纯水与污染物的分离提供了机会。理论上,除(chu)蒸汽压力与水接近(jin)的(de)物质和共沸化(hua)合物,蒸馏法能去除(chu)所(suo)有种类的(de)水中(zhong)污染物。像RO一样,蒸馏法(fa)生产纯水的(de)速(su)度较(jiao)慢,所以(yi)(yi)蒸馏水必须先储存起来以(yi)(yi)备日后使用。蒸(zheng)馏水器非常耗电(dian)——每生产1升纯水通常耗费1KW电(dian)力。依据蒸(zheng)馏水器的(de)不同设计,蒸(zheng)馏水的(de)电(dian)阻(zu)率大约能达(da)到1MΩ-cm,因为空气中的CO2会溶(rong)入蒸(zheng)馏水中迅速降低其电导率。新鲜蒸(zheng)馏水是无菌的,但(dan)如(ru)果保(bao)存不当,一(yi)段(duan)时间后就不再是无菌的了(le)。

    微滤:纯水系统中的微滤器对水中颗粒物和微生物进行物理性阻截。膜滤器完全根据颗粒的大小分级,有较一致的分子结构,截留所有大于其表面孔(kong)径(jing)的颗粒。膜滤器(0.05-0.20μm)通常被放置在尽可能接近出水点的(de)地方来捕(bu)获微生物和微细颗粒。所截留的颗(ke)粒(li)物(wu)包括微(wei)生(sheng)物(wu)或其代谢物(wu)和(he)(he)可(ke)溶性(xing)物(wu)质,可(ke)能再次从滤器中(zhong)沥(li)滤出来,所以对(dui)微(wei)滤器的适当维护(定期(qi)消毒和(he)(he)周期性(xing)更换)是必要的,使(shi)其性(xing)能保(bao)持在理想水平。新安装的滤器通常要求在使(shi)用前(qian)冲洗以去除可(ke)(ke)能含有的可(ke)(ke)萃取污染物。

    超滤:超滤(UF)是一个过滤术语,指能去除如蛋白质大小的颗粒的过滤器。膜孔径通常在1-50nm之间,中空纤维结构的超滤膜通常有较(jiao)高的滤过速率。超滤膜根据其降低相关(guan)污(wu)染物浓度的效(xiao)率来分级(ji)。超(chao)(chao)滤膜通常(chang)安装在靠近(jin)纯水(shui)仪(yi)出(chu)水(shui)口的位(wei)置以降低微生物和有(you)机大(da)分子(zi),包括核(he)酸酶和内(nei)毒素的浓(nong)度。超(chao)(chao)滤必须定期清洗或更换以保(bao)持其效(xiao)能(neng)。超滤(lv)可(ke)以以传统的方式(shi)安装,所有(you)水流(liu)(liu)径直穿(chuan)透滤(lv)膜(mo),或者以更佳的方式(shi)——切向流(liu)(liu)方式(shi),一部分(fen)进(jin)水平行流(liu)(liu)过(guo)膜(mo)表面(mian)带走污染物以减(jian)少其对膜表面的堵塞。对于保障超(chao)纯水在颗粒(li)、细菌和热源含(han)量(liang)等各(ge)项指标上保持(chi)稳定的(de)高质(zhi)量(liang),超(chao)滤法是一项出(chu)色的(de)技术。国际上通行的(de)用于超(chao)纯水仪的超滤膜截留分子量是(shi)5000道尔(er)顿。

    紫外灯:紫外灯通常作为杀菌装置分解和光氧化有机污染物使其极化或离子化,一般安装在离子交换柱之前,便于离子交换柱将其吸附去除(chu)。实验室纯(chun)水系统(tong)的(de)紫外灯光源(yuan)为低压(ya)汞灯。254nm波长的射(she)线(xian)具备最(zui)强的杀菌(jun)能力,能破坏(huai)DNA和(he)RNA聚合酶,只需低量就(jiu)可(ke)有效(xiao)阻止细菌(jun)的复(fu)制,较高剂量时有杀菌(jun)作用。UV灯(deng)组件和UV灯(deng)本(ben)身的(de)设计应提供足够的(de)UV剂量以避免活(huo)菌的(de)滋生并抑(yi)制微生物(wu)生长。较短(duan)波长(185nm)的(de)射线对有(you)机(ji)物有(you)非常好的(de)氧化作用。UV将大的(de)有(you)机(ji)分子(zi)裂变(bian)为较小的(de)离子(zi)化合物,并被(bei)后置的(de)离子(zi)交换柱纯化(hua)去除(chu)。通过第一个离子交换柱对有机离子的去除(chu),优(you)化(hua)了(le)UV的效能。先进(jin)的超纯水系(xi)统都会使用(yong)这(zhei)种(zhong)双波长的紫外(wai)灯组件。

    八、KDF法(fa)简介

    凯得菲(KDF)的(de)作(zuo)用(yong)及功(gong)效:

    凯(kai)得菲(KDF)是高纯度的铜/锌合金颗粒(li),它通过微(wei)电化(hua)学氧化(hua)-还原反应(ying)(Redox)进(jin)行水处(chu)理工作(zuo),在与(yu)水接触时,合金中(zhong)的两

    种(zhong)金属在(zai)亚微观尺度(du)上构成无数小的原电(dian)池系统,这种(zhong)材料(liao)在(zai)水(shui)中具有强大(da)的反应能力和极(ji)快的反应速度(du),可(ke)以(yi)清除水(shui)中高达

    99%的氯和(he)水中溶解的铅、汞、镍、铬等金属离子和(he)化(hua)合物。

    对抑制(zhi)细菌(jun)、真(zhen)菌(jun)、污(wu)垢、水藻的滋生效果(guo)卓(zhuo)著。被用于预处(chu)理、主处(chu)理与废水处(chu)理设备。凯得菲(fei)(KDF)完善或取代(dai)现有技术

    ,可大(da)辐度(du)延长了系(xi)统寿命,减(jian)少重金属、微生物、污垢(gou),降低(di)了总(zong)费用,减(jian)化系(xi)统维护。

    (1) 去除强氧化剂(余氯)
    凯得菲(KDF)具有强大的还原能力,能去除水中的各种强氧化剂,对余氯特别有效。

    (2)去除重金属
    凯得菲(KDF)处理介质可以去除水中的多种重金属离子,如铅、汞、铜、镍、镉、砷、锑、铝和其他许多可溶性重金属离子,它们(men)的去除是(shi)通过置换反(fan)应(ying)(ying)和(he)物理(li)和(he)化学吸附反(fan)应(ying)(ying)来完成的。

    凯得菲(KDF)去除重金属离子的机理如下:金属离子吸附于凯得菲(KDF)处理介质的表面并与凯得菲(KDF)中的锌发生置换反应,生(sheng)成的金(jin)属或(huo)(huo)吸附在凯得菲(fei)(KDF)表面,或(huo)(huo)进入凯得菲(fei)(KDF)晶格中,从而使有(you)毒(du)重金(jin)属污(wu)染物结(jie)合(he)在凯得菲(fei)(KDF)上。例如,水中溶解的(de)(de)铅(qian)离子(zi)还原(yuan)(yuan)成不(bu)溶性的(de)(de)铅(qian)原(yuan)(yuan)子(zi),并吸附于(yu)凯(kai)得菲(KDF)介质的(de)(de)表(biao)面,汞离子(zi)与(yu)凯(kai)得菲(KDF)也发(fa)生(sheng)类(lei)似的(de)(de)反应(ying),X射线衍射研究发现汞的去除是形(xing)成了(le)铜-汞合金(jin)。

    (3)去除硫化氢
    在应用膜法进行水处理时,如果选用地下水作水源,水中可能存在硫化氢,硫化氢如被氧化成硫磺就会污染滤膜表面,凯得菲(KDF)过滤介质有去(qu)除硫化氢的(de)功(gong)能,生成的(de)硫化铜(tong)不溶于水(shui),可在凯得菲(KDF)介质反冲洗(xi)时去(qu)除

    (4)减少悬浮固体
    凯得菲(KDF)处理介质的颗粒平均尺寸大约为60目,最小的颗粒约110目,也能起到物理过滤去除悬浮物质的作用,通常凯得菲

    (KDF)过滤介(jie)质能够有(you)效地去除直(zhi)径小于(yu)至50μm的颗粒。

    (5)减少矿物质(zhi)结(jie)垢(gou)

    (6)抑制微生物繁殖
    凯得菲(KDF)处理介质不是通过一种机理、而是几种机理控制微生物的生长繁殖,通过每一种的单独作用或协同作用来达到抑制微(wei)生物的(de)作(zuo)用。

    主要机理包括:氧化还原电位的变化,氢氧根离子和过氧化氢的形成,介质中锌的溶出等。在一般情况下,凯得菲(KDF)处理介质作为反渗透(tou)膜的(de)预处(chu)理手段时(shi),能(neng)够(gou)抑制细菌、藻类等微(wei)生物的(de)繁殖(zhi),从而防止(zhi)了微(wei)生物对膜的(de)破坏。

    九(jiu)、超纯水保持(chi)最佳水质的方法(fa)

    超纯水取水后很容易遭到环境污染,所以使用前取水(即取即用)方式时最合适的。只有把超纯水与环境接触的时间缩到极短,才(cai)能(neng)够获得纯度(du)极高(gao)的超(chao)纯水。

    在配置高纯度的化学试剂时,尽量不要使用长时间储桶中存放的超纯水,因为储桶经长时间使用后,会因杂质、微生物的污染而造成水质的劣化(hua),像这种水,在使用时已(yi)经(jing)不(bu)再是超纯水。纯水储桶最好安装空气过(guo)滤(lv)器,防止环境因(yin)素(su)造成的(de)污(wu)染。储水(shui)桶请勿(wu)放(fang)置在日(ri)光直射处,水(shui)温上升,容易(yi)造(zao)成微生物繁殖(zhi)。特别是半透(tou)明储水(shui)桶,也(ye)会因为日(ri)光通透(tou)而造(zao)成藻类繁殖(zhi)。超纯水取水时一定要将初期的出(chu)水放掉,以(yi)获得稳(wen)定的水质。取(qu)水时让(rang)超纯水顺着容(rong)器侧壁流(liu)入,尽量不要让(rang)气泡产生,可(ke)降低空气污染。请不(bu)要在(zai)终端(duan)滤器后(hou)再连(lian)接软(ruan)管(guan),使用直接取水(shui)的(de)方式(shi)才能获得纯(chun)(chun)度高的(de)超纯(chun)(chun)水(shui)。长时间不(bu)用纯水时,应将压力储水桶(tong)中的RO水全(quan)部放掉以防止(zhi)污染。超纯水机(ji)若长时间不使用,再次使用时应把(ba)初期纯水充分(fen)放掉以确保水质。原则上,纯(chun)水机应(ying)至少每7—10天通水一次,以(yi)防止微生(sheng)物污染(ran)。

    十、超纯水使用要点

    1.即取即用
    2.排掉前端初期水
    3.取水时避免产生气泡

    十一、实验室(shi)常见的(de)水的(de)种(zhong)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(wu),但挥(hui)发性的杂质无(wu)法去除,如(ru)二氧化(hua)碳(tan)、氨、二氧化(hua)硅以及一些有机(ji)物(wu)。新鲜的蒸馏水是无(wu)菌的,但储存后细菌易繁殖;此外,储存的容(rong)器也很(hen)讲究(jiu),若是(shi)非惰性(xing)的物质,离子和(he)容(rong)器的塑(su)形物质会(hui)析出造成二(er)次(ci)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(shui)存(cun)放后也容(rong)易(yi)引起(qi)细菌的繁殖(zhi)。

    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(de)许多(duo)缺点,利用反渗透技术(shu)可以有效的(de)去除(chu)水中的(de)溶解盐、胶体,细菌、病毒、细菌内毒素和大部分(fen)有机物(wu)等杂(za)质,但不同厂家生产的反(fan)(fan)渗(shen)透(tou)膜对(dui)反(fan)(fan)渗(shen)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(ze)对细菌和内毒(du)素有(you)要求,而HPLC则(ze)要求TOC低。

    十二、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或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。

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