水是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)一個(gè)常常被忽視但至關(guān)重要的試劑，通常貫穿我們的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。也許正是因?yàn)樗钠毡楹鸵椎茫屛覀兒雎粤怂鼘?shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響?，F(xiàn)代實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)室純水愈來愈發(fā)揮著不可取代的作用，純水儀器作為實(shí)驗(yàn)室的基本配置在也有著非常廣泛的應(yīng)用。本文就如何選擇實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)做簡要介紹。
一、實(shí)驗(yàn)室常見的水的種類：
1、蒸餾水（Distilled Water ）：
實(shí)驗(yàn)室zui常用的一種純水，雖設(shè)備便宜，但極其耗能和費(fèi)水且速度慢，應(yīng)用會(huì)逐漸減少。蒸餾水能去除自來水內(nèi)大部分的污染物，但揮發(fā)性的雜質(zhì)無法去除，如二氧化碳、氨、二氧化硅以及一些有機(jī)物。新鮮的蒸餾水是無菌的，但儲(chǔ)存后細(xì)菌易繁殖；此外，儲(chǔ)存的容器也很講究，若是非惰性的物質(zhì)，離子和容器的塑形物質(zhì)會(huì)析出造成二次污染。
2、去離子水（Deionized Water ）：
應(yīng)用離子交換樹脂去除水中的陰離子和陽離子，但水中仍然存在可溶性的有機(jī)物，可以污染離子交換柱從而降低其功效，去離子水存放后也容易引起細(xì)菌的繁殖。
3、反滲水（Reverse osmosis Water）：
其生成的原理是水分子在壓力的作用下，通過反滲透膜成為純水，水中的雜質(zhì)被反滲透膜截留排出。反滲水克服了蒸餾水和去離子水的許多缺點(diǎn)，利用反滲透技術(shù)可以有效的去除水中的溶解鹽、膠體，細(xì)菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)毒素和大部分有機(jī)物等雜質(zhì)，但不同廠家生產(chǎn)的反滲透膜對反滲水的質(zhì)量影響很大。
4、超純水（Ultra-pure grade water）：
其標(biāo)準(zhǔn)是水電阻率為18.2MΩ-cm。但超純水在TOC、細(xì)菌、內(nèi)毒素等指標(biāo)方面并不相同，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求來確定，如細(xì)胞培養(yǎng)則對細(xì)菌和內(nèi)毒素有要求，而HPLC則要求TOC低。
二、評價(jià)水質(zhì)的常用指標(biāo)：
1、電阻率（electrical resistivity）：
衡量實(shí)驗(yàn)室用水導(dǎo)電性能的指標(biāo)，單位為MΩ-cm，隨著水內(nèi)無機(jī)離子的減少電阻加大則數(shù)值逐漸變大，實(shí)驗(yàn)室超純水的標(biāo)準(zhǔn):電阻率為18.2MΩ-cm。
2、總有機(jī)碳（Total Organic Carbon ，TOC）：
水中碳的的濃度，反映水中氧化的有機(jī)化合物的含量，單位為ppm 或 ppb。
3、內(nèi)毒素（Endotoxin）：
革蘭氏陰性細(xì)菌的脂多糖細(xì)胞壁碎片，又稱之為“熱原”，單位cuf/ml。
三、實(shí)驗(yàn)用水標(biāo)準(zhǔn)
不同的組織如ASTM、CLSI、ISO 等制定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有所不同，所以很難明確地劃分實(shí)驗(yàn)室用水的等級。一般來說，我們采用下面的分級方法：
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 純水級別 | 相關(guān)參數(shù) |
| 液相色譜（HPLC） 氣相色譜（GC） 原子吸收（AA） 電感耦合等離子體光譜（ICP） 電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS） 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞培養(yǎng)等 | I 級水 | 電阻率（MΩ.cm）：>18.0 TOC 含量（ppb）：<10 熱原（Eu/ml）：<0.03 顆粒（units/ml）：<1 硅化物 （ppb）：<10 細(xì)菌（clu/ml）：<1 pH：NA |
| 制備常用試劑溶液 制備緩沖液 | II 級水 | 電阻率（MΩ.cm）：>1.0 TOC 含量（ppb）：<50 熱原（Eu/ml）：<0.25 顆粒（units/ml）：NA 硅化物 （ppb）：<100 細(xì)菌（clu/ml）：<100 pH：NA |
| 沖洗玻璃器皿 水浴用水 | III 級水 | 電阻率（MΩ.cm）：>0.05 TOC 含量（ppb）：<200 熱原（Eu/ml）：NA 顆粒（units/ml）：NA 硅化物 （ppb）：<1000 細(xì)菌（clu/ml）：<1000 pH：5.0-7.5 |
四、超純水制備工藝
下面以英國瑞泰 Select Fusion純水超純水一體機(jī)為例說明超純水儀器制備超純水的流程：
1.原水：可用自來水作原水，即超純水儀器進(jìn)水。
2.自來水預(yù)處理：通過砂芯濾板和纖維柱濾除機(jī)械雜質(zhì)，如鐵銹和其他懸浮物等。
預(yù)處理模塊是超純水儀器的*道關(guān)口，的預(yù)處理可有效提高產(chǎn)水水質(zhì)，并延長超純水儀器壽命。英國瑞泰超純水機(jī)非常重視預(yù)處理，其預(yù)處理模塊設(shè)計(jì)理念及性能處于地位。
3.反滲透膜過濾：可濾除95%以上的電解質(zhì)和大分子化合物，包括膠體微粒和病毒等。由于絕大多數(shù)離子的去除，使離子交換柱的使用壽命大大延長。
4.去離子模塊在反滲透膜的基礎(chǔ)上再將水中的離子去除接近99%，同時(shí)也去除部分有機(jī)物。
至此，即可產(chǎn)生制備常用試劑溶液和制備緩沖液的II級水，電阻率在1 – 15MΩ.cm。
5.拋光去離子：已知混合離子交換床是除去水中離子的決定性手段。借助于多級混床獲得超純水也并不困難。但水的TOC指標(biāo)主要來自樹脂床。因此，高質(zhì)量的離子交換樹脂就成為成敗的關(guān)鍵。
瑞泰純水系統(tǒng)利用“核子級樹脂”進(jìn)行離子交換，這類樹脂是化學(xué)穩(wěn)定性特別好，不分解，不含低聚物、單體和添加劑等的樹脂。
6.紫外線消解：借助于短波（185nm/254nm）紫外線照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有機(jī)化合物，如甲醇、乙醇等，使其轉(zhuǎn)變成CO2和水，以降低TOC的指標(biāo)。
7.超濾模塊：主要用于去除熱原、RNA酶等物質(zhì)，應(yīng)用于分子生物學(xué)等生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
8.終端過濾器： 0.22μm濾膜過濾，以除去水中的顆粒物到每毫升1個(gè)（小于0.22μm的）。
瑞泰超純水系統(tǒng)特別配置了循環(huán)泵，可是產(chǎn)生的超純水保持在*狀態(tài)，是目前在超純水系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)再循環(huán)功能的為數(shù)不多的廠家之一。
經(jīng)過上述各步驟處理后生產(chǎn)出來的水就是超純水了。應(yīng)能滿足各種儀器分析，痕量分析等的要求。以上為從自來水到純水和超純水的全過程，一些超純水器如Purite Select Fusion就包含了上述的所有純化單元。當(dāng)然很多超純水器（如Neptune Analytical，Neptune life Science等）所需要的進(jìn)水是純水（去離子水，反滲透水，蒸餾水等），不能使用自來水做進(jìn)水，其純化單元相對就少的多了。
五、如何選擇純水機(jī)
現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展對實(shí)驗(yàn)儀器提出了越來越高的要求：1）要求實(shí)驗(yàn)儀器的品質(zhì)更高性能更穩(wěn)定；2）儀器功能集約化，一臺(tái)機(jī)器要能滿足多種需要；3）實(shí)驗(yàn)儀器的監(jiān)控體系更加完備、可靠同時(shí)應(yīng)當(dāng)具有科學(xué)的數(shù)據(jù)管理體系；4）在操作方面，需要更加智能化、操作更方便舒適、維護(hù)更簡單；5）除此之外儀器的安全性以及對環(huán)境低負(fù)擔(dān)也越來越被實(shí)驗(yàn)工作者所重視。
就純水儀器而言，選擇的純水儀器需要考慮以下因素：
1.產(chǎn)水品質(zhì)；
2.操作舒適性；
3.監(jiān)控科學(xué)性；
4.智能化集成化等幾個(gè)方面
就產(chǎn)品品質(zhì)而言，歐美各大廠家如美國的密理博純水,英國瑞泰純水等的產(chǎn)水品質(zhì)并沒有太大的差異，因?yàn)槌兯苽涞募夹g(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，各家應(yīng)用的技術(shù)都是一樣的。各大廠家占領(lǐng)市場主要看儀器在操作舒適性及智能化方面的集成化方面的人性化設(shè)計(jì)，更注重用戶體驗(yàn)及售后服務(wù)等。
對于終端用戶而言，在選擇純水器之前要針對自己的實(shí)驗(yàn)需要和經(jīng)費(fèi)預(yù)算等各種因素來綜合考慮，也要考慮設(shè)備的穩(wěn)定性，售后服務(wù)，以及自己的特殊要求（比如是否需要做3Q認(rèn)證等）做出自己的選擇。
會(huì)員1.png)