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实验室用水的十大经典问题!

时间:2020-11-06 浏览次数:216

相信实验室大部分实验都离不开水,所以对实验室用水肯定会有各种问题存在,小析姐就整理 了提问率比较多的十大问题?

相信总有那么一个是你现在或曾经也想问的。

一、为什么超纯水的电阻率为 18.2 MΩ·cm? 电导率的计算公式如下:X 是电导率, F 是法拉第常数, Ci是某种离子浓度,Zi 是离子的电荷数 ,Ui指离子迁移率。X = FΣ CiZiUi

理论上,完全不含离子的超纯水在25℃时电导率为0.055μS/cm。电阻率是电导率的倒 数。 那么R=1/X,1/0.055=18.1818,约为18.2 MΩ·cm

 

 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。 )

 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。

 三、实验室常见的水的种类

1、蒸馏水: 实验室常用的一种纯水,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,但挥发性的杂质无法去除,如二氧化 碳、氨、二氧化硅 以及一些有机物。新鲜的蒸馏水是无菌的,但储存后细菌易繁殖;此外,储存的容器也很讲 究,若是非惰性的物质,离子和容器的塑形物质会析出造成二次污染。

2、去离子水: 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,去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。

3、反渗水: 反渗水克服了蒸馏水和去离子水的许多缺点,利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、 胶体,细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质,但不同厂家反渗水质量差别很大。

4、超纯水: 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,如细胞培养则对细菌和内毒素有要求,而HPLC则要求TOC低。

我们从新颁布实施的乳制品食品安全国家标准可以看出:随着精密分析仪器的运用和检验检测 技术的提高,实验用水已成为影响检验检测灵敏度、准确度和可靠性的重要因素。

因此,为避免实验用水参差不齐对检验带来的不良后果,新食品安全国家标准舍弃了“蒸馏 水”、“去离子水”和“去离子蒸馏水”等经常出现在旧国标中模糊的实验用水要求,果断启 用对水质有具体指标和参数要求的新规定,主要是引用《GB/T6682-2008 分析实验室用水规 格和试验方法》对各级水的规定。

按照GB6682-2008的标准,纯水水质分为哪几类?

根据国家标准GB/T 6682—2008规定实验室用水分为三个等级:一级水、二级水和三级水。

一级水可用二级水经过石英设备蒸馏或超纯水制备装置制取后,再经0.2µm微孔滤膜过滤。

二级水可用多次蒸馏或超纯水制备装置制取。

三级水可用蒸馏或离子交换等方法制取。

四、不同级别纯水的应用领域

 以色谱方法实验用水为例,乳制品食品安全国家标准中涉及HPLC或GC的方法都要求使用 GB/T6682规定的一级水,由于离子水、蒸馏水及瓶装水(如哇哈哈、乐百氏等)不符合

GB/T6682规定一级水的指标要求,根据国标这类水不能用于乳制品相关检验项目的实验!

五、为什么纯水的储存和分配会影响其水质

纯水/超纯水随着时间的延长而水质下降。导致水质劣化的原因来自以下几个方面:

储存器:由于纯水中溶解的离子浓度很低甚至没有,这样子纯水极易从外界环境中吸收离子污 染物。 低级塑料和玻璃制造的储水器会溶出离子和有机物,增加水的电导率,劣化水质。因 而推荐使用低溶出的高级聚乙烯储水器。

通气口:多数的储水器都有一个排气口用于取水期间空气的流通。通气口吸入外界空气的同时 带入实验室空气中的CO2,细菌,颗粒和挥发性有机物。 这些都将污染储存在水箱中的纯水。 因而通气口应配置空气过滤器以阻止有机物,细菌和CO2进入水箱。

设计: 在清洗过程中,无法将平底水箱的水排干。这些未能排干的水是细菌生长的一个根源。 因此我们推荐使用锥形底的水箱以排干所有的水。水箱应采用吹塑成型的方式制作以防止凹凸 不平的表面为细菌提供生长繁殖的场所。

分配: 好的分配泵应该在连续工作10个小时的情况下也不会造成温度的升高,温度的升高利于 细菌的生长

 水箱所使用的PE材料会不会溶出有机物,

六、为什么我们不能离线方式检测超纯水的电阻率?

电导率的计算公式如下:X 是电导率, F 是法拉第常数, Ci 是某种离子浓度, Zi 是离子的电荷 数 ,Ui 指离子的迁移能力。

X = FΣ Ci Zi Ui 理论上,完全不含离子的超纯水在 25℃ 时电导率为 0.055 μS/cm 。 电阻率是电导率的倒 数,为 18.2 MΩ·cm。

当超纯水暴露在外界环境中时,会被外界环境污染。实验室里含有大量空气,空气溶于水变成 离子存在于超纯水中。 另外,测量电导率所用到的仪器(烧杯,电阻率仪/探针)也会带入离 子污染物。正如电导率的计算公式中所示,任何离子的增加都会影响电导率值,因为电导率与 离子的种类和其所带电荷成正比。所以不能在离线情况下准确测量超纯水的电阻率/电导率, 必须用在线的方式进行检测。

七、EDI 是如何去除有机物的? EDI 只能去除带电有机分子。 由于电极间存在电压,微电离的有机分子(如乙酸/草酸/腐殖酸) 向阳极移动。

例如:CH3COOH--- CH3COO- + H+ CH3COO-带负电荷,向阳极移动。阴、阳离子通透膜使阴、阳离子聚集在浓缩通道。 流经 EDI的电极通道和浓缩通道的水都为弃水。

八、细菌对HPLC相关应用有什么影响?

用含有细菌的水制备HPLC系统的流动相,会产生很多问题:

被色谱介质截留下来的细菌会增殖,造成阻塞。细菌会附着在色谱微球表面,覆盖住活性位 点,会造成洗脱时间发生变动。截流下来的细菌代谢产生的有毒副产品会在分析过程中产生假 峰,带来错误的分析结果。

九、重金属对细胞培养有什么影响

很多实验已经证明了重金属和聚合芳烃(PAH)的细胞毒素影响存在于空气,水和土壤中的 环境化学污染物在很多方面影响着人类。汽车废气的燃烧所才产生的PAHs,和香烟影响内分 泌系统。很多重金属会导致肾衰竭,而汞能移动到大脑导致神经衰弱。

在测试的 12 种重金属(Al,Ge,Ca,Cu,Pb,Mg,Mn,镍,锡,Zn,硒酸盐和ya硒酸盐)中有四种(Ca,Cu, 镍和Zn)显示了细胞毒性。即使只有 1.5M 的重金属(Cd, Cu, Ni 和Zn),也能发现有细胞死亡。 因此,推荐使用无离子污染和无有机污染的水来做细胞培养。

十、使水中的TOC含量上升? 有许多材料被用来制造水箱。对不同级别的高密度聚乙烯,聚丙烯进行试验,测试这些材料的 溶出。 将5mg不同的原材料放置在100mL的水中(电阻率18.2MΩ.cm, TOC< 10ppb),="">在有机物(以TOC ppb计)方面, 3天以来聚乙烯溶出的TOC含量在减少。这表明只要仔细 清洗,就可能使PE水箱的有机物溶出达到最少。

与其他材料,如FEP (氟化乙丙烯),PA ( 聚酰胺 ) , PU (聚亚安酯) 相比,PE材料的离子和有机 物溶出最少。

在日常实验中,你有什么对实验室用水的问题呢?给小析姐留言,我们一起探讨一起进步吧!

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