純水超純水在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用與機(jī)型選配

1、默克密理博默克密理博市場專員市場專員朱文峰朱文峰W純水純水/超純水在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用分析與機(jī)型選配超純水在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用分析與機(jī)型選配什么是合適的實(shí)驗(yàn)室用水？什么是合適的實(shí)驗(yàn)室用水？純水純水/超純水在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用分析與機(jī)型選配超純水在實(shí)驗(yàn)室中的應(yīng)用分析與機(jī)型選配樣品前處理及常規(guī)理化分析實(shí)驗(yàn)的水質(zhì)需求？HPLC/LC-MS有機(jī)物分析的水質(zhì)需求？IC/ICP-MS元素分析的水質(zhì)需求？分子生物學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的水質(zhì)需求？常規(guī)理化分析實(shí)驗(yàn)室常規(guī)理化分析實(shí)驗(yàn)室樣品前處理樣品前處理三級(jí)/二級(jí)純水的用途相關(guān)試劑的配制：消解液、萃取的水相溶液、微生物培養(yǎng)基直接用水：水浴、蒸汽滅菌、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物喂飼、植物水育、老化、玻璃

2、等實(shí)驗(yàn)容器清洗、組織清洗水質(zhì)的影響 離子積垢導(dǎo)致堵塞和表面腐蝕 實(shí)驗(yàn)容器的潔凈度 動(dòng)植物對(duì)水中污染物的敏感性 試劑與水中污染物的反應(yīng) 水相中的有機(jī)污染物在液-液萃取過程中進(jìn)入有機(jī)相 微生物、有機(jī)物等污染待檢或?qū)嶒?yàn)組織常規(guī)試驗(yàn)（常規(guī)試驗(yàn)（pH/TOC/pH/TOC/濁度濁度/ /凱式定氮?jiǎng)P式定氮/ /色值色值/ /旋光度旋光度）純水需求：二級(jí)高純水（電阻率5 M.cm25；TOC30ppb；細(xì)菌 0.1cfu/ml）純水用途：試劑和緩沖液配制、實(shí)驗(yàn)容器的清洗和潤洗、樣品的稀釋或溶解、電極沖洗純水的重要性：純水的重要性：1、低含量污染物水平可降低儀器靈敏檢測元件和管路的積垢和腐蝕2、純水中的低污染

3、物含量保證試劑在有效期內(nèi)的正常使用3、純水中的低TOC確保使用純水對(duì)高TOC樣品進(jìn)行稀釋時(shí)不會(huì)干擾檢測結(jié)果 4、以穩(wěn)定、低能耗、安全性能高、維護(hù)簡便、水質(zhì)更佳等優(yōu)點(diǎn)取代蒸餾水主要對(duì)比參數(shù)主要對(duì)比參數(shù)Elix Advantage 5 二級(jí)二級(jí)水系統(tǒng)水系統(tǒng)石英雙重蒸餾水器石英雙重蒸餾水器桶桶/ /瓶裝水瓶裝水 使用使用成本成本核算核算每升純水的電費(fèi)每升純水的電費(fèi)每升純水的水費(fèi)每升純水的水費(fèi) 設(shè)備成本（平均設(shè)備成本（平均到每升水）到每升水）年消耗品年消耗品 （0.1500.150度度/ /小時(shí)小時(shí)0.50.5元元/ /度）度）/ 5/ 5升升/ /小時(shí)小時(shí)0.0150.015元元/ /升升5 5升升

4、0.00350.0035元元/ /升升0.01750.0175元元/ /升升（7500075000元元/10/10年）年）/10000/10000升升=0.75=0.75元元/ /升升34003400元元/10000/10000升升=0.34=0.34元元/ /升升（3.53.5度度/ /小時(shí)小時(shí)0.50.5元元/ /度）度）/1.5/1.5升升/ /小時(shí)小時(shí)1.171.17元元/ /升升 2020升升0.00350.0035元元/ /升升=0.07=0.07元元/ /升升（20002000元元/2/2年）年）/3000/3000升升=0.333=0.333元元/ /升升0 0(4.5(4.5

5、度度/ /小時(shí)小時(shí)0.50.5元元/ /度度)/5)/5升升/ /小時(shí)小時(shí)0.550.55元元/ /升升1414升升0.00350.0035元元/ /升升=0.049=0.049元元/ /升升（10001000元元/2/2年）年）/10000/10000升升=0.05=0.05元元/ /升升0 0安全性安全性常溫、通過常溫、通過 CEFCCcUL認(rèn)證、自動(dòng)控制無需看認(rèn)證、自動(dòng)控制無需看護(hù)、故障自動(dòng)報(bào)警護(hù)、故障自動(dòng)報(bào)警高溫、定期強(qiáng)酸清潔、高溫、定期強(qiáng)酸清潔、專人看護(hù)防過熱專人看護(hù)防過熱人工搬運(yùn)、取水器污人工搬運(yùn)、取水器污染、啟封后污染染、啟封后污染總成本總成本0.015+0.0175+0.75+

6、0.34 =1.1225元元/升升1.17+0.07+0.3333 =1.5733元元/升升16元元/18.9升升=0.85元元/升升操控性操控性面板控制、移動(dòng)取水手面板控制、移動(dòng)取水手柄、柄、預(yù)熱、水桶接水、冷卻預(yù)熱、水桶接水、冷卻容器接水、分裝容器接水、分裝水質(zhì)水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)控、穩(wěn)定滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控、穩(wěn)定滿足ASTM等標(biāo)準(zhǔn)中二級(jí)水標(biāo)等標(biāo)準(zhǔn)中二級(jí)水標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證認(rèn)可需準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證認(rèn)可需求求隨進(jìn)水源波動(dòng)，無水質(zhì)隨進(jìn)水源波動(dòng)，無水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、無法認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)、無法認(rèn)可無水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、啟用后無水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、啟用后污染、無法認(rèn)可污染、無法認(rèn)可E-PODFlexible Water Delivery 3 E-PODs E

7、-PODE-PODElix Advantage3,5,10,15 L/hTank 30,60,100 LElix Advantage純水系統(tǒng)純水系統(tǒng)TOC5M.cm細(xì)菌0.1cfu/ml顆粒（0.22m)1個(gè)/ml二級(jí)高純水Rios純水系統(tǒng)流路特點(diǎn)純水系統(tǒng)流路特點(diǎn)TapMILLIPOREMILLIPOREProgard預(yù)處理柱RO反滲透膜EDI (Elix) 模塊254 nm紫外燈PE水箱E-POD鍍銀活性炭、抗結(jié)垢劑、0.51m深層濾網(wǎng)設(shè)計(jì)，滿足嚴(yán)苛進(jìn)水條件（SDI12;電導(dǎo)率2000S/cm25） RO衡流模式設(shè)計(jì)，保證流速不隨氣溫變化；高達(dá)66%的廢水回收率實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排專利陰極活性炭涂層

8、技術(shù)，構(gòu)造防結(jié)垢、穩(wěn)定、高效、低能耗的連續(xù)電去離子模塊 2年超長壽命紫外燈，功率強(qiáng)大且穩(wěn)定，保證產(chǎn)水微生物的有效控制 PE材質(zhì)一次吹塑成型的不透光錐形底部水箱，配置防菌溢流口、空氣過濾器和紫外燈，有效維持儲(chǔ)水水質(zhì) Elix純水系統(tǒng)流路特點(diǎn)純水系統(tǒng)流路特點(diǎn)Elix Advantage純水系統(tǒng)流路特點(diǎn)純水系統(tǒng)流路特點(diǎn)獨(dú)特的高回收率下的恒流設(shè)計(jì)獨(dú)特的高回收率下的恒流設(shè)計(jì)1、T P ，保證在7 到 35C范圍內(nèi)，系統(tǒng)流量保持不變2、廢水回收路徑，保證低濃度廢水有效回收及高濃度廢水排放3、三相閥設(shè)計(jì)，保證高質(zhì)量RO水才能進(jìn)入下游EDIROFlowFeed water CT effectP effectR

9、esult 專利的專利的EDI陰極活性炭涂層技術(shù)陰極活性炭涂層技術(shù)ACACNa+Na+Na+Na+H+H+OH-OH-Cl-Na+Cl-Cl-Cl-Cl-+廢水二級(jí)純水RO Feed Water 環(huán)保 高效 穩(wěn)定 無需再生 運(yùn)行費(fèi)用低 無需軟化劑 使用壽命長有機(jī)分析室有機(jī)分析室常用實(shí)驗(yàn)室用水分析常用實(shí)驗(yàn)室用水分析Water Source雙蒸水雙蒸水去離子水去離子水飲用瓶飲用瓶/桶裝水桶裝水ASTM一級(jí)水一級(jí)水Merck Millipore超純水超純水TOC (ppb)50100幾百幾百50100505電阻率（電阻率（M.cm）118.20.518.218.2Merck Millipore超純水

10、雙蒸水瓶裝水去離子水ESI + from 200 to 600 m/z同時(shí)滿足同時(shí)滿足TOC5ppb & TOC5ppb & 電阻率電阻率=18.2=18.2 M.cmM.cm的超純水才能確保的超純水才能確保LC-MSLC-MS對(duì)痕量對(duì)痕量（ppbppb級(jí)別）有機(jī)物的測量需求級(jí)別）有機(jī)物的測量需求反相色譜柱中的固定相表面固定相與流動(dòng)相中的疏水有機(jī)污染物結(jié)合，有效結(jié)合位點(diǎn)被污染物占據(jù)待分析物與固定相的結(jié)合受到制約水中有機(jī)污染物對(duì)反相色譜柱影響的原理水中有機(jī)污染物對(duì)反相色譜柱影響的原理00.511.522.502468101214161820Retention Tim e (m i

11、n)Intensity (m V)Retention time (min)Intensity (mV)流動(dòng)相水質(zhì)對(duì)色譜柱柱效和柱壽命的影響流動(dòng)相水質(zhì)對(duì)色譜柱柱效和柱壽命的影響-0 .500 .511 .522 .533 .544 .502468101214161820第第 1 次進(jìn)樣次進(jìn)樣第第1950次進(jìn)樣次進(jìn)樣 使用DNA分離柱分析不同長度的寡核苷酸，以瓶裝水作為流動(dòng)相，相同條件下進(jìn)樣1950次后，柱效明顯下降：分離度降低，峰形嚴(yán)重變差。使用瓶裝水使用瓶裝水-0.50.51.52.53.54.502468101214161820Retention Tim e (m in)Intensity

12、(m V)Retention time (min)Intensity (mV) 使用DNA分離柱分析不同長度的寡核苷酸，以Merck Millipore超純水作為流動(dòng)相，相同條件下進(jìn)樣6400次后，柱效基本沒有下降，分離度和峰形保持不變。使用使用Merck Millipore超純水超純水第第6400次進(jìn)樣次進(jìn)樣Ultrapure water 20 ppbUltrapure water 13 ppbUltrapure water 9 ppbUltrapure water 5 ppbUltrapure water 2 ppbConditionsWater samples :60 mL trace

13、enrichment by accumuluation on C18 column at 1 mL/minColumn :C18 SymetryWaters, 4.6x150mm, 3.5mmGradient :Linear 95%Water to 100% ACN in 30 min, then 100% ACNWavelength :214nmSystem : Waters Alliance 2695Detection : UV via Waters Photodiode Array 2996有機(jī)污染物的影響有機(jī)污染物的影響提高背景提高背景Mabic S., Regnault C., Kr

14、ol J. The misunderstood laboratory solvent : reagent water for HPLC”. LCGC North America 2005, 23 (1), 74-82.Water: Ultrapure water, 18.2 M.cm, 3 ppb TOC有機(jī)污染物的影響有機(jī)污染物的影響基線漂移、鬼峰基線漂移、鬼峰每小時(shí)采集一次基線的信號(hào)！Water: 10 M.cm, approximately 200 ppb TOC 離離 子子實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)對(duì)實(shí)驗(yàn)用水水質(zhì)對(duì)HPLC/LC-MS的影響的影響有機(jī)物有機(jī)物細(xì)細(xì) 菌菌顆粒物顆粒物u降低色譜柱的柱效，

15、嚴(yán)重減短色譜柱壽命u與待分析物相結(jié)合或反應(yīng)，影響保留時(shí)間u基線漂移、提高背景噪音、雜峰、峰型劣化u影響檢出限、重現(xiàn)性、痕量分析（ppb-ppt）u 離子遇有機(jī)試劑形成結(jié)晶鹽，堵塞管路磨損泵u離子造成質(zhì)譜檢測出現(xiàn)離子加合峰u 離子與待分析物結(jié)合改變質(zhì)荷比u部分特殊離子具有紫外吸收能力用途空白樣標(biāo)準(zhǔn)曲線配制流動(dòng)相配制容器清洗/潤洗進(jìn)樣器等配件清洗最佳水質(zhì)TOC5ppb細(xì)菌0.22m 的顆粒1個(gè)電阻率=18.2M.cmu堵塞色譜柱，裂解產(chǎn)生有機(jī)物和離子污染u形成菌膜，持續(xù)增殖并產(chǎn)生有機(jī)分泌物u堵塞管路和色譜柱，造成柱內(nèi)渦流u磨損色譜泵和進(jìn)樣器u釋放表面吸附的各種有機(jī)物和離子u污染進(jìn)樣口和質(zhì)譜Mill

16、i-Q Advantage/Reference超純水系統(tǒng)超純水系統(tǒng)電阻率=18.2M.cmTOC5ppb細(xì)菌0.1cfu/ml顆粒（0.22m） 1個(gè)一級(jí)超純水超純水系統(tǒng)流路及特點(diǎn)超純水系統(tǒng)流路及特點(diǎn)Q-PODTOC185/254 nm雙波長紫外燈Quantum精純化柱Q-Gard預(yù)純化柱POD- Pak電阻率計(jì)TOC檢測儀MILLIPOREMILLIPORE循環(huán)流路激光噴射鍍銀人造活性炭+核子級(jí)離子交換樹脂，高效去除痕量離子及有機(jī)物，同時(shí)具有污染物低溶出性 2年超長壽命雙波長紫外燈 符合藥典規(guī)定的電阻率計(jì)和TOC計(jì)，保證產(chǎn)水穩(wěn)定符合質(zhì)量要求Milli-PAK生產(chǎn)最適于HPLC使用的無顆粒/細(xì)

17、菌超純水；LC-PAK生產(chǎn)TOC 2 M.cm （純水/超純水）的情況下方能正常工作 出廠校驗(yàn)證書符合符合USP并可提供校驗(yàn)的超純水電導(dǎo)率儀并可提供校驗(yàn)的超純水電導(dǎo)率儀普通電導(dǎo)率儀普通電導(dǎo)率儀密理博專用電導(dǎo)率儀密理博專用電導(dǎo)率儀電池常數(shù)(L/S)=V/ (I.L/S)0.1 cm-1 0.01cm-1 電極設(shè)計(jì)特點(diǎn) l 棒狀電極 有限的電極距離L和電極有效面積S 電極易受垂直的水流方向的影響 “T”型 安裝，不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確測量，而且容易積垢和帶入氣泡l 同心套筒電極 更小的電極距離L和更大的電極有效面積S 電極平行于水流方向保持穩(wěn)定的電池常數(shù) 流路安裝，水樣完全通過電極，測量實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確。無死角，

18、水流由下而上，無積存氣泡溫度探頭 未受保護(hù) 0.1C精度，套筒保護(hù)適用性精度有限，用于普通純水的測量帶自動(dòng)報(bào)障和溫度補(bǔ)償功能，適用于超純水的精確測量多樣化的個(gè)性終端精制器選擇多樣化的個(gè)性終端精制器選擇- -一機(jī)兩水，超純六水一機(jī)兩水，超純六水VOC-Pak去除揮發(fā)性有機(jī)物EDS-Pak內(nèi)分泌干擾物分析LC-PakTOC1ppbBio-Pak有效去除熱源、核酸酶及蛋白酶Millipak去除顆粒的無菌水根據(jù)專業(yè)需求選擇不同的終端精制器根據(jù)專業(yè)需求選擇不同的終端精制器Element POD超痕量元素分析Cool!元素元素/環(huán)境分析實(shí)驗(yàn)室環(huán)境分析實(shí)驗(yàn)室離子色譜離子色譜測量指標(biāo)及限量：苯并(a)芘（pp

19、b）；硫酸鹽（ppm）等無機(jī)非金屬指標(biāo)；溴離子（ppb）等消毒副產(chǎn)物純水需求：電阻率18.2M.cm25的超純水，TOC5ppb純水用途：空白樣品、標(biāo)準(zhǔn)品配制、試劑配制、淋洗液配制純水的重要性：純水的重要性：1、超純水中的痕量離子水平(電阻率18.2M.cm)確保目標(biāo)物的檢測不受干擾，并且降低儀器的檢測背景2、水中的有機(jī)物會(huì)對(duì)離子色譜的離子交換樹脂形成包被，從而使離子交換作用減弱并降低離子交換柱的壽命3、水中的顆粒、膠體不僅會(huì)在儀器內(nèi)釋放吸附的離子；還會(huì)造成色譜柱堵塞或形成渦流，造成局部液體流動(dòng)受阻，影響離子交換作用的均衡性和穩(wěn)定性4、水中的微生物會(huì)利用水中的有機(jī)物作為營養(yǎng)在儀器的管道內(nèi)生長和

20、增殖并持續(xù)釋放代謝物，從而帶來更多的微生物，有機(jī)物，離子的多重污染表面被氧化物和有機(jī)物包覆的陰離子樹脂表面被油脂包覆的陰離子樹脂原子吸收分光光度儀原子吸收分光光度儀/ICP-MS/ICP-MS測量指標(biāo)及限量：各種金屬指標(biāo)（ppb-ppt）；純水需求：電阻率18.2M.cm25的超純水，TOC5ppb純水用途：空白樣品、標(biāo)準(zhǔn)品配制、試劑配制、容器的清洗和潤洗純水的重要性：純水的重要性：1、確保目標(biāo)物的檢測不受干擾（ppb-ppt），并且降低儀器的檢測背景，減少進(jìn)樣口和質(zhì)譜的污染2、水中的顆粒物、膠體會(huì)在儀器內(nèi)緩慢釋放出各種鰲合的金屬離子，從而對(duì)目標(biāo)離子的檢測造成波動(dòng) 3、水中的微生物會(huì)利用水中的

21、有機(jī)物作為營養(yǎng)在儀器的管道內(nèi)生長和增殖，而且微生物體內(nèi)也含有大量的金屬離子，也會(huì)對(duì)目標(biāo)離子的檢測造成波動(dòng) 4、使用超純水對(duì)實(shí)驗(yàn)容器進(jìn)行清洗和潤洗確保容器不會(huì)滯留金屬污染物水純化系統(tǒng)與分析儀器的離子水平對(duì)比水純化系統(tǒng)與分析儀器的離子水平對(duì)比ppmppbpptppqMilli-Q AdvantageMilli-Q IntegralMilli-Q ReferenceQ-POD ElementICP-MSClass 100Class 10FAASICP-OESGFAAILC超痕量元素分析Q-POD Element剖析圖剖析圖Quantum ICPOptimizer LW Final FilterPOD

22、 BaseP0DC0VER1 protection against agressive chemicalsTubing for Water DeliveryOutlet Solenoid ValveWater to loop (outet)Water from loop (inlet)Milli-Q Integral + Q-POD Element + E-POD3124576分子生物學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室分子生物學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室PCR/RT-PCR/PCR/RT-PCR/定量定量PCRPCR實(shí)驗(yàn)用水需求實(shí)驗(yàn)用水需求離子，特別是Fe/Zn/Cd等重金屬離子會(huì)影響DNA聚合酶作用無外源DNA影響復(fù)制效果或造成

23、復(fù)制錯(cuò)誤無微生物&核酸酶污染低有機(jī)物含量，特別是腐殖酸和棕黃酸 ，防止有機(jī)物與 DNA的締合或者干擾酶逆轉(zhuǎn)錄逆轉(zhuǎn)錄 PCRRT RT 裂解裂解緩沖溶液緩沖溶液凝膠電泳凝膠電泳 cDNADNA需要滿足的條件需要滿足的條件：最佳水質(zhì)最佳水質(zhì)：TOC(TOC(總有機(jī)碳總有機(jī)碳)5ppb)5ppb電阻率電阻率=18.2=18.2 M.cm細(xì)菌細(xì)菌0.1cfu/mlRNases0.01g/mlDNasesDNases4pg/ml超純水結(jié)果最接近理想曲線核酸酶作用引致的差異 核酸酶、有機(jī)物、離子引致的差異 大量的各種污染物引致實(shí)驗(yàn)失敗實(shí)驗(yàn)用水對(duì)于核酸電泳分析的重要性實(shí)驗(yàn)用水對(duì)于核酸電泳分析的重要性

24、經(jīng)超濾一級(jí)超純水經(jīng)超濾一級(jí)超純水配制的膠體配制的膠體&buffer純水中的核酸酶在電泳過程的降解作用純水中離子、有機(jī)物、顆粒對(duì)泳動(dòng)速度和分離效果的影響純水中微生物引入的多種污染物的綜合影響電泳水質(zhì)需求l電阻率電阻率=18.2 M=18.2 M.cm.cmlTOC(TOC(總有機(jī)碳總有機(jī)碳)5ppb)5ppblRNases0.01ng/mlRNases0.01ng/mllDNases4pg/lDNases4pg/l一級(jí)超純水配制一級(jí)超純水配制的膠體的膠體&buffer UFUP UP Tab自來水配制自來水配制 的膠的膠體體&buffer實(shí)驗(yàn)室純水應(yīng)用對(duì)于實(shí)驗(yàn)室純水應(yīng)用對(duì)

25、于2D電泳的重要性電泳的重要性瓶裝水Milli-Q 水 影響分析影響分析水質(zhì)保障水質(zhì)保障水質(zhì)對(duì)染色信號(hào)和分辨率影響很大TOC(TOC(總有機(jī)碳總有機(jī)碳)5ppb)5ppb電阻率電阻率=18.2=18.2 M.cm細(xì)菌細(xì)菌0.1cfu/ml離子在蛋白質(zhì)結(jié)晶過程和質(zhì)譜分析中發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，干擾實(shí)驗(yàn)進(jìn)程有機(jī)污染物增加質(zhì)譜分析中的背景 瓶裝水體系發(fā)瓶裝水體系發(fā)現(xiàn)現(xiàn)206個(gè)檢測個(gè)檢測超純水發(fā)現(xiàn)超純水發(fā)現(xiàn)407個(gè)個(gè)檢測點(diǎn)，而且更靈敏檢測點(diǎn)，而且更靈敏 純水水質(zhì)對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的重要性純水水質(zhì)對(duì)于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的重要性 不同水質(zhì)溶解無血清培養(yǎng)基對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)的影響10TM3TR-1M2RCell Number x 105Tap waterDistilledMill-Q UFCounting on day 4, n = 3Log scaleTM3: mouse Leydig cellsTR-1: rat endothelial cellsM2R: mo