在實(shí)驗(yàn)室中,自來(lái)水不能滿足實(shí)驗(yàn)操作,如:生命科學(xué)研究過(guò)程中,對(duì)水中的多種污染物十分敏感,尤其重金屬和可溶性有機(jī)物;HPLC中要求的超純水系統(tǒng)等。鑒于此,幾個(gè)專(zhuān)業(yè)研究組織建立了水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這些組織是:美國(guó)化學(xué)社團(tuán)組織(ACS),美國(guó)測(cè)試和材料實(shí)驗(yàn)社團(tuán)組織(ASTM),臨床試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際委員會(huì)(NCCLS),美國(guó)藥學(xué)會(huì)(USP)。我們主要依NCCLS標(biāo)準(zhǔn),將水質(zhì)分為,TypeⅠ、Ⅱ、Ⅲ和特殊用水。
Ⅰ級(jí)水;測(cè)試用時(shí)要求*小的干擾物和*大的純度和精度,如原子吸收、痕量元素分析等。
Ⅱ級(jí)水:測(cè)試用時(shí)有可容忍的**存在,例如,不用保存的一般試劑的制備等。
Ⅲ級(jí)水:一般洗刷用水,制備高純度純水用水,配制微生物培養(yǎng)基用水等。
特殊用水:操作過(guò)程中要求除去特殊的污染物,例如組織/細(xì)胞培養(yǎng)中除去熱源,HPLC中除去痕量有機(jī)物等。
自來(lái)水中的污染物:
1. 粒子:包括沙礫,水泵中的殘片等。這些粒子會(huì)堵塞閥、濾膜、管道及反滲透膜等。一般用過(guò)濾,顯微鏡方法可檢測(cè)出。
2. 可溶無(wú)機(jī)物:指使水變硬的Ca、Mg、Si等物質(zhì)。CO2、N、P等物質(zhì)。測(cè)試方法一般用電阻率和電導(dǎo)系數(shù)。
3. 可溶有機(jī)物:如,除草劑、殺蟲(chóng)劑、氣溶膠、動(dòng)植物組織腐蝕物。
4. 微生物:水的表面有各種各樣的微生物,包括**、原生物、藻類(lèi)等。
純化水技術(shù):
通常的水純化系統(tǒng),主要采用以下的純化水技術(shù):
1. 去離子 :實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)純水*常用的方法。去離子過(guò)程即是,自來(lái)水中的正離子與離子交換樹(shù)脂中的H+離子交換。自來(lái)水中的負(fù)離子與離子交換樹(shù)脂上的OH-離子交換,從而達(dá)到純化水的目的。因此,離子交換樹(shù)脂經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后,都要再生或更換。通過(guò)離子交換去除離子。能除去幾乎所有的離子物質(zhì)。在25oC時(shí),電阻率達(dá)到18.2MΩ。如果只用去離子化手段,不能生產(chǎn)出超純水。因?yàn)殡x子交換樹(shù)脂的微小碎片會(huì)在操作中被沖刷掉而殘留;柱內(nèi)不流動(dòng)的水也會(huì)增加額外的**滋生的可能;*后去離子也不能除去水中溶解的有機(jī)物。
2. 反滲透 :滲透是水通過(guò)一個(gè)半透膜從低濃度流向高濃度的一邊。如果使用一個(gè)高壓泵對(duì)高濃度溶液提供比滲透壓差大的壓力,水分子將被迫通過(guò)半透膜到低濃度的一邊,這一步驟稱(chēng)為反滲透。反滲透可以濾除90%-99%的絕大多數(shù)污染物。因?yàn)樗霰姷募兓剩礉B透是水純化系統(tǒng)的一個(gè)非常有效的技術(shù)。因?yàn)榉礉B透能去除大部分的污物,所以它經(jīng)常被用做為預(yù)處理手段,能顯著地延長(zhǎng)去離子柱的使用時(shí)間。經(jīng)反滲透處理的水是高品質(zhì)的預(yù)純水,適合許多實(shí)驗(yàn)室常規(guī)使用。
3.活性碳過(guò)濾:化學(xué)吸附去除氯,有機(jī)吸附除去可溶性有機(jī)物。因?yàn)榉礉B透膜對(duì)氯和可溶性有機(jī)物比較敏感,所以碳柱常放在RO膜前去除這些物質(zhì)。
4.微孔過(guò)濾:或稱(chēng)亞微米過(guò)濾。用一個(gè)0.2微米孔徑的膜或者中空纖維濾膜,濾除大于0.2微米的污染物。微濾過(guò)濾掉來(lái)自碳柱的碳微粒。離子樹(shù)脂的碎片和任何可能進(jìn)入純化水系統(tǒng)的**。
5. 超濾:超濾被用來(lái)除去純化水中所有直徑大于0.01微米的微粒、熱源、微生物。
6. 紫外氧化或光氧化:采用254nm的紫外光除去系統(tǒng)中的**。采用185nm斷裂或離子化有機(jī)物長(zhǎng)鏈,為后續(xù)的去離子和有機(jī)吸收做準(zhǔn)備。
純水的應(yīng)用及分類(lèi):
在實(shí)驗(yàn)室中,自來(lái)水不能滿足實(shí)驗(yàn)操作,如:生命科學(xué)研究過(guò)程中,對(duì)水中的多種污染物十分敏感,尤其重金屬和可溶性有機(jī)物;HPLC中要求的超純水等。鑒于此,幾個(gè)專(zhuān)業(yè)研究組織建立了水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。這些組織是:美國(guó)化學(xué)社團(tuán)組織(ACS),美國(guó)測(cè)試和材料實(shí)驗(yàn)社團(tuán)組織(ASTM),臨床試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際委員會(huì)(NCCLS),美國(guó)藥學(xué)會(huì)(USP)。我們主要依NCCLS標(biāo)準(zhǔn),將水質(zhì)分為,TypeⅠ、Ⅱ、Ⅲ和特殊用水。
Ⅰ級(jí)水;測(cè)試用時(shí)要求*小的干擾物和*大的純度和精度,如原子吸收、痕量元素分析等。
Ⅱ級(jí)水:測(cè)試用時(shí)有可容忍的**存在,例如,不用保存的一般試劑的制備等。
Ⅲ級(jí)水:一般洗刷用水,制備高純度純水用水,配制微生物培養(yǎng)基用水等。
特殊用水:操作過(guò)程中要求除去特殊的污染物,例如組織/細(xì)胞培養(yǎng)中除去熱源,HPLC中除去痕量有機(jī)物等。
自來(lái)水中的污染物:
1. 粒子:包括沙礫,水泵中的殘片等。這些粒子會(huì)堵塞閥、濾膜、管道及反滲透膜等。一般用過(guò)濾,顯微鏡方法可檢測(cè)出。
2. 可溶無(wú)機(jī)物:指使水變硬的Ca、Mg、Si等物質(zhì)。CO2、N、P等物質(zhì)。測(cè)試方法一般用電阻率和電導(dǎo)系數(shù)。
3. 可溶有機(jī)物:如,除草劑、殺蟲(chóng)劑、氣溶膠、動(dòng)植物組織腐蝕物。
4. 微生物:水的表面有各種各樣的微生物,包括**、原生物、藻類(lèi)等。
純化水技術(shù):
通常的水純化系統(tǒng),主要采用以下的純化水技術(shù):
1. 去離子 :實(shí)驗(yàn)室中生產(chǎn)純水*常用的方法。去離子過(guò)程即是,自來(lái)水中的正離子與離子交換樹(shù)脂中的H+離子交換。自來(lái)水中的負(fù)離子與離子交換樹(shù)脂上的OH-離子交換,從而達(dá)到純化水的目的。因此,離子交換樹(shù)脂經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后,都要再生或更換。通過(guò)離子交換去除離子。能除去幾乎所有的離子物質(zhì)。在25oC時(shí),電阻率達(dá)到18.2MΩ。如果只用去離子化手段,不能生產(chǎn)出超純水。因?yàn)殡x子交換樹(shù)脂的微小碎片會(huì)在操作中被沖刷掉而殘留;柱內(nèi)不流動(dòng)的水也會(huì)增加額外的**滋生的可能;*后去離子也不能除去水中溶解的有機(jī)物。
2. 反滲透 :滲透是水通過(guò)一個(gè)半透膜從低濃度流向高濃度的一邊。如果使用一個(gè)高壓泵對(duì)高濃度溶液提供比滲透壓差大的壓力,水分子將被迫通過(guò)半透膜到低濃度的一邊,這一步驟稱(chēng)為反滲透。反滲透可以濾除90%-99%的絕大多數(shù)污染物。因?yàn)樗霰姷募兓?,反滲透是水純化系統(tǒng)的一個(gè)非常有效的技術(shù)。因?yàn)榉礉B透能去除大部分的污物,所以它經(jīng)常被用做為預(yù)處理手段,能顯著地延長(zhǎng)去離子柱的使用時(shí)間。經(jīng)反滲透處理的水是高品質(zhì)的預(yù)純水,適合許多實(shí)驗(yàn)室常規(guī)使用。
3.活性碳過(guò)濾:化學(xué)吸附去除氯,有機(jī)吸附除去可溶性有機(jī)物。因?yàn)榉礉B透膜對(duì)氯和可溶性有機(jī)物比較敏感,所以碳柱常放在RO膜前去除這些物質(zhì)。
4.微孔過(guò)濾:或稱(chēng)亞微米過(guò)濾。用一個(gè)0.2微米孔徑的膜或者中空纖維濾膜,濾除大于0.2微米的污染物。微濾過(guò)濾掉來(lái)自碳柱的碳微粒。離子樹(shù)脂的碎片和任何可能進(jìn)入純化水系統(tǒng)的**。
5. 超濾:超濾被用來(lái)除去純化水中所有直徑大于0.01微米的微粒、熱源、微生物。
6. 紫外氧化或光氧化:采用254nm的紫外光除去系統(tǒng)中的**。采用185nm斷裂或離子化有機(jī)物長(zhǎng)鏈,為后續(xù)的去離子和有機(jī)吸收做準(zhǔn)備。