作者: admin来源:本站发布日期:2021-05-24 03:10:34
随着金博仕超纯水机的问世,极大地提升了实验室技术 的基础水平,实验室超纯水机是一种实验室用水净化 设备,在医疗、科研中逐步对此项技术产生了相对的 依赖性。为了保证超纯
随着金博仕纯水机的问世,极大地提升了实验室技术 的基础水平,实验室超纯水机是一种实验室用水净化 设备,在医疗、科研中逐步对此项技术产生了相对的 依赖性。为了保证超纯水机设备的连续正常运行, 产出符合质量要求的纯水,必须把握好实验室技术流 程这一重要环节。为此,本研究结合超纯水机集成 过滤、超滤、离子交换以及微滤等技术的原理,探讨制定相应的操作技术规范和维护保养措施。
1 实验室纯水制备技术 目前,纯水制备技术可归纳为蒸馏、离子交换、 微孔过滤、活性炭吸附、超滤及反渗透等。单一技 术具有其技术优势和某种局限,产水的技术指标存在 差别,完成实验室不同等级纯水制备往往需要两种技 术或多种技术的组合或逐级运用。
1.1 实验用水纯度与等级 水纯度通常采用电导法测得,即在25 ℃的水溶 液中放置2个相距1 cm的电极板,两端加1 V左右的电 位,测定通过1 cm3 水的电流信号。电导率与电流 强度成正比以μs/cm或ms/m表示,电导率的倒数 为阻抗以MΩ?cm@25 ℃表示,纯水的理论值分别为 0.05482μs/cm和18.248 MΩ?cm。 实验室纯水标准主要可参照国家实验室分析用水 标准GB/T6682-2008、国际标准化组织ISO3696、美 国实验与材料学会ASTM D1193以及美国临床与实验 室标准研究所CLSI等。 医疗临床、科研和制药等相关领域用水对细菌 数、内毒素含量等指标另有要求;如CLSI要求I级纯 水的细菌数控制在10 cfu/ml,中国药典注射用水的标准是<10/100 ml,ASTM将控制细菌和内毒素 水平分为A、B、C的3个等级,分别为10/1000 ml、 10/100 ml、100/10 ml和0.03、0.25 EU/ml。有机 全碳是反映水中有机物污染程度的重要指标,ASTM 对各级纯水均有规定,中国药典注射用水和纯水的标 准是≤0.50 mg/L。
1.2 纯水制备技术 本研究表1显示,如果采用自来水为源水达到不 同等级纯度往往需要组合两种或两种以上技术逐级完 成。
1.2.1 I级纯水 I级纯水即称之为超纯水,是在II级或III级纯水 基础上制备。市售超纯水机大多集成了预滤、离子交 换、活性碳吸附以及微超滤等技术。
(1)预滤。建立在仪器本系统泵驱动下的正压过滤 基础上,以去除源水中存在的100 μm左右粒径的颗 粒物,对下一级纯水柱起保护作用。建议在主要以蒸 馏水为源水的超纯水机上配置,也作为其他单一或组 合纯水技术的前级处理。
(2)离子交换。通过内置的阴离子树脂和阳离子树 脂,分别静电吸引供水中的阳离子和阴离子而置换出 H+ 和OH- ,形成H2O,单独使用离子交换可生成II级 纯水。
技术局限为:①产量有限,一旦全部结合为被 置换占据后,离子仍游离存在,需要更换;②不能有 效去除有机物、热源及细菌等;③化学再生的去离子 床可产生有机物和颗粒。在离子交换基础上可结合电 去离子(Electro deion ization,EDI)技术,在电场作 用下吸附于树脂上的离子分别选择性的通过阳离子或 阴离子渗透膜迁移到高浓度侧而排出,同步实现了离 子交换、迁移渗透和交换树脂的电再生,故又称作连 续电去离子法,水纯度可达到15MΩ?cm。
(3)活性碳吸附。由有机材料制成带有迷宫小孔的 多孔颗粒,展开面积很大,1 g活性碳可达1000 m2 ,溶 解于水中的有机分子进入孔中在万有引力的作用下结合在孔壁上。有天然活性碳和人工活性碳之分,能有效吸 附可溶性有机物和氯,但不能除去离子和微粒子。 (4)微(超)滤。运用切向流超滤技术,发挥着分子 筛作用,能有效滤除颗粒物、生物大分子、热源、酶 类、微生物和胶体物,除用于化学合成等高级别实验 外,由于可有效去除热源和DNA酶、RNA酶,还可 作为非常理想的细胞培养和分子生物学实验用水,其 缺陷则为不能够去除可溶性无机物和有机物,当高分 子物累积过多,存在着污染、阻塞问题。选择性集成 上述技术生产的超纯水机可产出10.0~18.0 MΩ?cm 两类I级纯水,广泛用于要求消除溶液痕量本底影响 的化学和生物学实验,如LC、LC-MS、ICP-MS、 qPCR、电泳、细胞培养、组织学及化学元素分析等。
若用于实验室特殊目的,可组合以下配置:①微 孔滤器,一般为0.2 μm的圆盘滤器,作为最后纯化 步骤安装在出水端,又称之为终端滤器。能有效滤去 细菌以及大于其孔径的颗粒物,如树脂碎片、碳末及 胶体颗粒等。用于静注、血清、抗体及培养基等制备 用水,但不能去除无机物、有机物、热源及病毒,使 用寿命有限;②UV辐照,在出水路径用254 nmUV 灯辐照,微生物细胞中的DNA和蛋白吸收UV导致其 失活;新近有采用185 nm和254 nm两个波长UV光组 合,能产生有机物的光氧化,使有机物溶解转化为 CO2,产出TOC≤5 ppb的高纯度水。
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