实验室纯水水质分为哪几类?不同应用对纯水要求及注意事项
随着试验用分析系统灵敏度的提高,对水的纯度也有了更高的要求。实验的再现性除了要有良好的技巧,还受到所用化学试剂纯度和分析仪器精密度的影响。实验中用来配制溶液的化学试剂,及所使用的水纯度也非常重要,因此,为了数据的再现性,使用稳定水质的纯水很有必要。本文对水质的如何分级,水质要要求,高质量用水的几个应用以及纯水应用过程中的注意事项综述。。
一 实验室水质分级
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。
不同级别纯水要求及应用领域
纯水级别 |
相关参数 |
应用领域 |
I级水 |
电阻率(MΩ.cm):>18.0 TOC含量(ppb):<10 热原(Eu/ml):<0.03 颗粒(units/ml):<1 硅化物 (ppb):<10 细菌(clu/ml):<1 pH:NA |
高效液相色谱(HPLC) 气相色谱(GC) 原子吸收(AA) 电感耦合等离子体光谱(ICP) 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS) 分子生物学实验和细胞培养等 |
II级水 |
电阻率(MΩ.cm):>1.0 TOC含量(ppb):<50 热原(Eu/ml):<0.25 颗粒(units/ml):NA 硅化物 (ppb):<100 细菌(clu/ml):<100 pH:NA |
制备常用试剂溶液 制备缓冲液 |
III级水 |
电阻率(MΩ.cm):>0.05 TOC含量(ppb):<200 热原(Eu/ml):NA 颗粒(units/ml):NA 硅化物 (ppb):<1000 细菌(clu/ml):<1000 pH:5.0-7.5 |
冲洗玻璃器皿 水浴用水 |
二 目前纯水在生命科学及分析领域的应用
生命科学应用:细菌细胞培养,临床生物化学,电泳,电生理学,酶联免疫吸附分析,内毒素分析,组织学,水栽培,细胞免疫化学,哺乳动物细胞培养,介质制备,微生物分析,分子生物学,单克隆抗体研究,植物组织培养,放射性免疫分析等等。
分析和常规应用:蒸馏水器供水,蒸汽发生器,玻璃器皿清洗,样本稀释和试剂制备,超纯水系统供水,固相萃取,普通化学,电化学,分光光度计,TOC分析,水质分析,离子色谱,火焰法原子吸收(Flame-AAS),石墨炉原子吸收(GF-AAS),高效液相色谱(HPLC),液质联用(HPLC-MS),电耦合等离子光谱仪(ICP-AES),等离子质谱(ICP-MS),痕量金属检测,气质联用(GC-MS)等等.
三 对水的纯度要求极高的几个主要应用
·电泳:电泳用水最重要的要求是生物活性物质诸如内毒素(通常小于0.05EU/ml),核糖核酸酶和蛋白酶(不可测定)的去除。最好用电阻率18.2MΩ-cm,TOC<10ppb,0.1μm或更小孔径的微滤以及细菌含量低于1CFU/ml的超纯水作为供水。
·内毒素分析:从分离到细胞培养的各种应用领域用水都要求规定内毒素指标,内毒素最大指标范围从0.25IU/ml到0.03IU/ml。对内毒素分析,适用少内毒素的超纯水,通常是0.05IU/ml或更小。超滤是制造少内毒素超纯水的必须手段(国际上通常使用MWCO为5000道尔顿的超滤膜),而且可以结合UV等进行光氧化。
·石磨炉原子吸收光谱:GF-AAS与其他原子吸收光谱测定的不同之处是,其火焰炉被电子发热石墨管或棒替代,能在元素分析中达到很高的灵敏度。GF-AAS要求顶级纯水系统,提供ppt级的杂质水平,18.2MΩ-cm的电阻率和低TOC水平。内置监测仪提供纯度保证,最终的水质指标是由良好的预处理系统,加上连续循环流路和纯水的超纯化而实现。
·电感耦合等离子光谱仪:在ICP-AES应用中,对不同元素的灵敏度明显不同,但金属、过渡金属、磷和硫检测下限都在ppb范围内。ICP-AES对水的纯度要求相当严格,电阻率大于18MΩ-cm的超纯水是必须的,TOC的要求一般不太重要,前处理要求反渗透或离子交换。
·等离子质谱:ICP-MS可被用于测定在ppt水平的元素。对这种灵敏的ICP-MS分析工作,水的纯度要求非常严格,要求水中杂质在ppt水平,电阻率18.2MΩ-cm和较低的TOC。最终的水质指标是由良好的预处理系统,加上连续循环流路和纯水的超纯化而实现。
·质谱分析:质谱能对混合物进行痕量分析,由于其高灵敏度,要求最高纯度的用水。所有的样本制备和前处理,例如固相萃取都需要超纯水。要求水中杂质在ppt水平,进行有机物分析时要求电阻率18.2MΩ-cm,非常低的TOC,一般指标小于3ppb。
·痕量金属检测:先进的现代分析仪器不断提升分析的灵敏度。痕量元素现在通过使用诸如ICP-MS技术,可测定在ppt和亚ppt水平的物质。痕量分析工作需要不含可测定成分的纯水,并且水质要求适用于最严格最灵敏的ICP-MS工作。因此,空白试剂,标准样稀释和样本制备均需要纯度最高的超纯水,甚至需要在无尘室中操作。
四 实验用水使用注意事项
容器
· 各级用水均使用密闭的、专用聚乙烯容器。三级水也可使用密闭、专用的玻璃容器。
· 新容器在使用前需用盐酸溶液(质量分数为20%)浸泡2d-3d,再用待测水反复冲洗,并注满待测水浸泡6 h以上。
取样
· 取样前用待测水反复清洗容器,取样时要避免沾污。水样应注满容器。
贮存
· 各级用水在贮存期间,其沾污的主要来源是容器可溶成分的溶解、空气中二氧化碳和其他杂质。因此,一级水不可贮存,使用前制备。二级水、三级水可适量制备,分别贮存在预先经同级水清洗过的相应容器中。
· 各级用水在运输过程中应避免沾污。
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