纯水-超纯水在实验室中的应用分析与机型选配.

默克密理博市场专员朱文峰[e-mail]纯水/超纯水在实验室中的应用分析与机型选配什么是合适的实验室用水？纯水/超纯水在实验室中的应用分析与机型选配样品前处理及常规理化分析实验的水质需求？HPLC/LC-MS有机物分析的水质需求？IC/ICP-MS元素分析的水质需求？分子生物学相关实验的水质需求？常规理化分析实验室样品前处理三级/二级纯水的用途相关试剂的配制：消解液、萃取的水相溶液、微生物培养基直接用水：水浴、蒸汽灭菌、实验动物喂饲、植物水育、老化、玻璃等实验容器清洗、组织清洗水质的影响离子积垢导致堵塞和表面腐蚀实验容器的洁净度动植物对水中污染物的敏感性试剂与水中污染物的反应水相中的有机污染物在液-液萃取过程中进入有机相微生物、有机物等污染待检或实验组织常规试验（pH/TOC/浊度/凯式定氮/色值/旋光度…）纯水需求：二级高纯水（电阻率5MΩ.cm@25℃；TOC30ppb；细菌0.1cfu/ml）纯水用途：试剂和缓冲液配制、实验容器的清洗和润洗、样品的稀释或溶解、电极冲洗纯水的重要性：1、低含量污染物水平可降低仪器灵敏检测元件和管路的积垢和腐蚀2、纯水中的低污染物含量保证试剂在有效期内的正常使用3、纯水中的低TOC确保使用纯水对高TOC样品进行稀释时不会干扰检测结果4、以稳定、低能耗、安全性能高、维护简便、水质更佳等优点取代蒸馏水主要对比参数ElixAdvantage5二级水系统石英双重蒸馏水器桶/瓶装水使用成本核算每升纯水的电费每升纯水的水费设备成本（平均到每升水）年消耗品（0.150度/小时×0.5元/度）/5升/小时＝0.015元/升5升×0.0035元/升＝0.0175元/升（75000元/10年）/10000升=0.75元/升3400元/10000升=0.34元/升（3.5度/小时×0.5元/度）/1.5升/小时＝1.17元/升20升×0.0035元/升=0.07元/升（2000元/2年）/3000升=0.333元/升0(4.5度/小时×0.5元/度)/5升/小时＝0.55元/升14升×0.0035元/升=0.049元/升（1000元/2年）/10000升=0.05元/升0安全性常温、通过CE\FCC\cUL认证、自动控制无需看护、故障自动报警高温、定期强酸清洁、专人看护防过热人工搬运、取水器污染、启封后污染总成本0.015+0.0175+0.75+0.34=1.1225元/升1.17+0.07+0.3333=1.5733元/升16元/18.9升=0.85元/升操控性面板控制、移动取水手柄、预热、水桶接水、冷却容器接水、分装水质实时监控、稳定满足ASTM等标准中二级水标准和实验室认证认可需求随进水源波动，无水质标准、无法认可无水质标准、启用后污染、无法认可E-PODFlexibleWaterDelivery3E-PODsE-PODE-PODElixAdvantage3,5,10,15L/hTank30,60,100LElixAdvantage纯水系统TOC30ppb电阻率5MΩ.cm细菌0.1cfu/ml颗粒（0.22µm)1个/ml二级高纯水Rios纯水系统流路特点TapMILLIPOREMILLIPOREProgard预处理柱RO反渗透膜EDI(Elix)模块254nm紫外灯PE水箱E-POD镀银活性炭、抗结垢剂、0.5~1μm深层滤网设计，满足严苛进水条件（SDI12;电导率2000μS/cm@25℃）RO衡流模式设计，保证流速不随气温变化；高达66%的废水回收率实现节能减排专利阴极活性炭涂层技术，构造防结垢、稳定、高效、低能耗的连续电去离子模块2年超长寿命紫外灯，功率强大且稳定，保证产水微生物的有效控制PE材质一次吹塑成型的不透光锥形底部水箱，配置防菌溢流口、空气过滤器和紫外灯，有效维持储水水质Elix纯水系统流路特点ElixAdvantage纯水系统流路特点独特的高回收率下的恒流设计1、T↓P↑，保证在7到35°C范围内，系统流量保持不变2、废水回收路径，保证低浓度废水有效回收及高浓度废水排放3、三相阀设计，保证高质量RO水才能进入下游EDIROFlowFeedwater°CTeffectPeffectResult专利的EDI阴极活性炭涂层技术ACACNa+Na+Na+Na+H+H+OH-OH-Cl-Na+Cl-Cl-Cl-Cl--+废水二级纯水ROFeedWater环保高效稳定无需再生运行费用低无需软化剂使用寿命长有机分析室常用实验室用水分析WaterSource双蒸水去离子水饮用瓶/桶装水ASTM一级水MerckMillipore超纯水TOC(ppb)50~100几百50~100505电阻率（MΩ.cm）118.20.518.218.2MerckMillipore超纯水双蒸水瓶装水去离子水ESI+from200to600m/z同时满足TOC5ppb&电阻率=18.2MΩ.cm的超纯水才能确保LC-MS对痕量（ppb级别）有机物的测量需求反相色谱柱中的固定相表面固定相与流动相中的疏水有机污染物结合，有效结合位点被污染物占据待分析物与固定相的结合受到制约水中有机污染物对反相色谱柱影响的原理00.511.522.502468101214161820RetentionTime(min)Intensity(mV)Retentiontime(min)Intensity(mV)流动相水质对色谱柱柱效和柱寿命的影响-0.500.511.522.533.544.502468101214161820第1次进样第1950次进样使用DNA分离柱分析不同长度的寡核苷酸，以瓶装水作为流动相，相同条件下进样1950次后，柱效明显下降：分离度降低，峰形严重变差。使用瓶装水-0.50.51.52.53.54.502468101214161820RetentionTime(min)Intensity(mV)Retentiontime(min)Intensity(mV)使用DNA分离柱分析不同长度的寡核苷酸，以MerckMillipore超纯水作为流动相，相同条件下进样6400次后，柱效基本没有下降，分离度和峰形保持不变。使用MerckMillipore超纯水第6400次进样Ultrapurewater20ppbUltrapurewater13ppbUltrapurewater9ppbUltrapurewater5ppbUltrapurewater2ppbConditionsWatersamples:60mLtraceenrichmentbyaccumuluationonC18columnat1mL/minColumn:C18Symetry®Waters,4.6x150mm,3.5mmGradient:Linear95%Waterto100%ACNin30min,then100%ACNWavelength:214nmSystem:WatersAlliance2695Detection:UVviaWatersPhotodiodeArray2996有机污染物的影响——提高背景MabicS.,RegnaultC.,KrolJ.Themisunderstoodlaboratorysolvent:reagentwaterforHPLC”.LCGCNorthAmerica2005,23(1),74-82.Water:Ultrapurewater,18.2M.cm,3ppbTOC有机污染物的影响——基线漂移、鬼峰每小时采集一次基线的信号！Water:10M.cm,approximately200ppbTOC离子实验用水水质对HPLC/LC-MS的影响有机物细菌颗粒物实验用水中的污染物降低色谱柱的柱效，严重减短色谱柱寿命与待分析物相结合或反应，影响保留时间基线漂移、提高背景噪音、杂峰、峰型劣化影响检出限、重现性、痕量分析（ppb-ppt）离子遇有机试剂形成结晶盐，堵塞管路磨损泵离子造成质谱检测出现离子加合峰离子与待分析物结合改变质荷比部分特殊离子具有紫外吸收能力用途•空白样•标准曲线配制•流动相配制•容器清洗/润洗•进样器等配件清洗最佳水质•TOC5ppb•细菌1cfu/ml•直径0.22μm的颗粒1个•电阻率=18.2MΩ.cm堵塞色谱柱，裂解产生有机物和离子污染形成菌膜，持续增殖并产生有机分泌物堵塞管路和色谱柱，造成柱内涡流磨损色谱泵和进样器释放表面吸附的各种有机物和离子污染进样口和质谱Milli-QAdvantage/Reference超纯水系统•电阻率=18.2MΩ.cm•TOC5ppb•细菌0.1cfu/ml•颗粒（0.22μm）1个一级超纯水超纯水系统流路及特点Q-PODTOC185/254nm双波长紫外灯Quantum精纯化柱Q-Gard预纯化柱POD-Pak电阻率计TOC检测仪MILLIPOREMILLIPORE循环流路激光喷射镀银人造活性炭+核子级离子交换树脂，高效去除痕量离子及有机物，同时具有污染物低溶出性2年超长寿命双波长紫外灯符合药典规定的电阻率计和TOC计，保证产水稳定符合质量要求Milli-PAK生产最适于HPLC使用的无颗粒/细菌超纯水；LC-PAK生产TOC1ppb超低有机物超纯水最适于UPLC-MS使用Q-Gard纯化柱&Quantum精纯化柱主要成分——人造活性炭、离子交换树脂主要纯化技术——活性碳吸附、离子交换优势特点：1、核子级离子交换树脂，无杂质，不容易破损，离子交换容量高，极低有机物析出2、镀银人造活性炭（高温溶解苯乙烯），高效吸附小分子有机物，极低离子析出3、适应不同进水条件的Q-Gard和不同应用需求的QuantumQ-gard纯化柱Quantum精纯化柱人造活性炭离子交换树脂单/双波长紫外灯主要纯化技术——紫外光氧化主要功能——通过双波长紫外光线氧化低浓度有机物成为CO2或使其成为带电物质从而被离子交换树脂吸附去除优势特点：1、超长寿命（2年）2、低压超长设计，超纯石英外壁，316L不锈钢外壳，稳定获得强大的氧化能力双波长紫外灯单／双波长紫外灯的作用254nm单波长紫外灯→杀菌作用185+254nm双波长紫外灯→氧化有机物UV254nm紫外照射技术(UV)去除细菌和有机物原理100%80%60%40%20%0%240260280300320254nm相对影响UV灯波长(nm)3O22O32O2+2O*UV(185)UV(254)4OH*UV(254)HO22O2+2HO22CHOH3+2OH*HCHO+2HO2HCOOH+HO22OH*2OH*+CO22HO2紫外杀菌原理有机物去除原理设计满足USP(§643)要求的TOC检测仪采用AnatelTOC分析技术,专门用于高纯水中TOC的测量检测限1-999ppb检测时间3-6min只有在电阻率2M.cm（纯水/超纯水）的情况下方能正常工作出厂校验证书符合USP645并可提供校验的超纯水电导率仪普通电导率仪密理博专用电导率仪电池常数(L/S)[ρ=V/(I.L/S)]0.1cm-10.01cm-1电极设计特点棒状电极•有限的电极距离L和电极有效面积S•电极易受垂直的水流方向的影响•“T”型安装，不能实时准确测量，而且容易积垢和带入气泡同心套筒电极•更小的电极距离L和更大的电极有效面积S•电极平行于水流方向保持稳定的电池常数•流路安装，水样完全通过电极，测量实时、准确。无死角，水流由下而上，无积存气泡温度探头•未受保护•0.1°C精度，套筒保护适用性•精度有限，用于普通纯水的测量•带自动报障和温度补偿功能，适用于超纯水的精确测量多样化的个性终端精制器选择-一机两水，超纯六水VOC-Pak去除挥发性有机物EDS-Pak内分泌干扰物分析LC-PakTOC1ppbBio-Pak有效去除热源、核酸酶及蛋白酶Millipak去除颗粒的无菌水根据专业需求选择不同的终端精制器Eleme