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?duì)實(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(jiǎn)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(yáng)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(duì)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(duì)細(xì)菌和內(nèi)毒素有要求，而HPLC則要求TOC低。
二、評(píng)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(jí)。一般來說，我們采用下面的分級(jí)方法：
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 純水級(jí)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(jí)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(jí)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(jí)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(guó)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(zhǎng)超純水儀器壽命。英國(guó)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(zhǎng)。
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(jí)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(jí)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(jí)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(duì)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(duì)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(jiǎn)單；5）除此之外儀器的安全性以及對(duì)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(guó)的密理博純水,英國(guó)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(chǎng)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(duì)于終端用戶而言，在選擇純水器之前要針對(duì)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。
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