實驗室的用水知識你了解多少？

　　實驗室的用水知識你了解多少？關(guan) 於(yu) 的水的知識你又了解多少？下麵就來介紹一下水的相關(guan) 知識。
 

　　1、水的基本性質

　　1個(ge) 水分子(H2O)是由1個(ge) 氧原子和2個(ge) 氫原子彎曲鍵結而成。由於(yu) 正、負電荷的中心不一致，因此屬於(yu) 極性分子。當2個(ge) 水分子同時存在時，二者會(hui) 由靜電交互作用與(yu) 氫鍵結合，互相吸引並保持一定的距離。而1個(ge) 水分子可以同時與(yu) 4個(ge) 水分子結合，形成晶體(ti) 般的整齊結構。

　　水分子聚合體(ti) 中，由於(yu) 氫鍵鍵結的網狀結構會(hui) 部分斷裂，而形成逐次移動變化的狀態，因此水在整體(ti) 上呈現液態，而此結構變化每秒可達1012次。

　　一般而言，水若含有適量的鈉、鉀離子及矽酸鹽等礦物質，就會(hui) 覺得好喝，若含有大量殘留的鹽類，如鎂、鈣等非酸堿中性鹽類，就會(hui) 覺得難喝。也就是說，所謂的水除了H2O外，還含有許多其它的成分，而這些成分的種類和含量決(jue) 定了水的味道。

　　水極易溶解鹽類，即使陰陽離子經由靜電的交互作用，很強的結合在一起，在水中也很容易電解。這是因為(wei) ，水分子可以和離子結合產(chan) 生“水合離子”。離子的半徑很小，電荷大的離子會(hui) 與(yu) 水分子強力的交互作用，由水分子在離子的周圍緊密排列。這時候，陽離子會(hui) 與(yu) 帶負極矩的氧原子相互作用，而陰離子則形成相反的結構。

　　2、水中存在的雜質

　　源水雜質（共5類）   A.  電解質   B.  有機物   C.  顆粒物質   D.  微生物   E.  溶解氣體(ti)

　　A.電解質：水中的電解質包括可溶性無機物，有機物，以及帶電的膠體(ti) 粒子。影響水的電導率。通常水的雜質越多，水的電導率就會(hui) 高。我們(men) 知道，雜質多的水，對我們(men) 的化學分析會(hui) 產(chan) 生很不利的影響。電解質中尤以陰陽離子為(wei) 主。一般可以通過用離子色譜法或原子吸收光譜法對其進行含量測定。也可聯用質譜法分析，對其中的位未知組分初步鑒定。

　　B.有機物：水中所含的有機物通常指有機酸和有機金屬化合物，測定方法通常為(wei) 測定其化學耗氧量。

　　C.顆粒物質：泥沙、塵埃、有機物、微生物等。可以用專(zhuan) 門的顆粒測定器測定

　　D.微生物：細菌，浮遊生物，藻類等

　　E.溶解氣體(ti) ：N2 、O2、  CL2 、 CO  、 CO2  等，可以用氣相色譜法測定其含量

　　3、實驗用水所要求的純度

　　所謂實驗，是指對現象所推測的假設加以驗證的動作。假設能否被證明為(wei) 真理，與(yu) 假設能否具有再現性的結果至關(guan) 重要。實驗的再現性除了要有良好的技巧，還受到所用化學試劑的純度和分析儀(yi) 器的精密度的影響。實驗中用來配置溶液的化學試劑，及所使用的水的純度也非常重要。假設水中汙染物對實驗檢測會(hui) 造成影響，就必須去除這些物質。此外，為(wei) 了取得良好的再現性結果，使用能保持穩定水質的純水是必要的。

　　隨著實驗用的分析係統靈敏度的提高，對水的純度有了更高的要求。    1ppm = 1mg/L    1ppb  = 1μg/L    1ppt   = 1ng/L = 1μg/ml

　　4、水的純度的表示方法

　　在水中，將距離1cm的兩(liang) 片表麵積為(wei) 1cm2大小的電極加以通電，來監測兩(liang) 極間的導電率，通過所加電壓和測得的電流能夠獲知兩(liang) 極間的電阻值，這個(ge) 數值在水質分析中通常被稱為(wei) 電阻率或比電阻，其單位用MΩ.cm(mega ohm-centimeter)來表示。

　　電阻率的倒數稱為(wei) 導電率或電導率，用μs/cm(micro Siemens per centimeter)來表示。

　　這兩(liang) 個(ge) 參數是表示水的純度的最常用參數。

　　將自來水中的離子去除，會(hui) 使得電阻率值升高（導電率降低），但並非無限製的增加，這是因為(wei) 部分水分子會(hui) 電離為(wei) 氫離子和氫氧根離子，其電阻率值極限值18.248MΩ.cm(25℃)。此外，電阻率值會(hui) 隨著水的電離常數而改變，因而會(hui) 受到水溫的影響。例如，25℃的超純水，其電阻值為(wei) 18.2MΩ.cm,但在0℃則為(wei) 84.2MΩ.cm, 100 ℃則為(wei) 1.3MΩ.cm。在25 ℃附近，當溫度上升1 ℃，其電阻值將下降0.84MΩ.cm。因此，多使用補償(chang) 至25 ℃的電阻率值來做衡量標準。

　　此外像總有機碳含量（TOC），熱源內(nei) 毒素含量，細菌含量，顆粒含量，微生物含量，總溶解固體(ti) 含量（TDS）等也常常被用作補充說明水質的重要參數。因此，水的純度標準通常由以上這些參數的一項或幾項來綜合說明、分級。

　　5、純水的分級標準

　　實驗室純水可分為(wei) 4個(ge) 常規等級：純水、去離子水、實驗室Ⅱ級純水和超純水

　　純水：純化水平最低，通常電導率在1——50μs/cm之間。它可經由單一弱堿性陰離子交換樹脂、反滲透或單次蒸餾製成。典型的應用包括玻璃器皿的清洗、高壓滅菌器、恒溫恒濕實驗箱和清洗機用水。

　　去離子水：電導率通常在1.0-0.1μs/cm之間。通過采用含強陰離子交換樹脂的混床離子交換製成，但它有相對較高的有機物和細菌汙染水平，能滿足多種需求，如清洗、製備分析標準樣、製備試劑和稀釋樣品等。

　　實驗室Ⅱ級純水：電導率<1.0μs/cm，總有機碳（TOC）含量小於(yu) 50ppb以及細菌含量低於(yu) 1CFU/ml。其水質可適用於(yu) 多種需求，從(cong) 試劑製備和溶液稀釋，到為(wei) 細胞培養(yang) 配備營養(yang) 液和微生物研究。這種純水可雙蒸而成，或整合RO和離子交換/EDI多種技術製成，也可以再結合吸附介質和UV燈。

　　超純水：這種級別的純水在電阻率、有機物含量、顆粒和細菌含量方麵接近理論上的純度極限，通過離子交換、RO膜或蒸餾手段預純化，再經過核子級離子交換精純化得到超純水。通常超純水的電阻率可達18.2MΩ-cm ，TOC<10ppb，濾除0.1μm甚至更小的顆粒，細菌含量低於(yu) 1CFU/ml。超純水適合多種精密分析實驗的需求，如高效液相色譜（HPLC），離子色譜（IC）和離子捕獲——質譜（ICP——MS）。少熱源超純水適用於(yu) 像真核細胞培養(yang) 等生物應用，超濾技術通常用於(yu) 去除大分子生物活性物質，如熱源（結果為(wei) <0.005IU/ml）以及無法檢測到的核酸酶和蛋白酶。

　　目前世界上比較通用的純水標準主要有以下幾個(ge) ：

　　國際標準化組織（ISO），美國臨(lin) 床病理學會(hui) （CAP）試藥級用水標準，美國測試和材料實驗社團組織（ASTM），臨(lin) 床試驗標準國際委員會(hui) （NCCLS），美國藥學會(hui) （USP）等。同時，我國也有相應的純水標準：中國國家電子級超純水規格GB/T11446-1997和中國國家實驗室用水規格GB6682-92等。因此市麵上絕大多數的純水係統，無論是進口的還是國產(chan) 的，都是依據這些標準來設計流程的。

　　6、純水的應用

　　目前純水主要應用在兩(liang) 大領域：

　　一、生命科學應用領域二、分析和常規應用領域

　　生命科學應用方麵，主要有：細菌細胞培養(yang) ，臨(lin) 床生物化學，電泳，電生理學，酶聯免疫吸附分析，內(nei) 毒素分析，組織學，水栽培，細胞免疫化學，哺乳動物細胞培養(yang) ，介質製備，微生物分析，分子生物學，單克隆抗體(ti) 研究，植物組織培養(yang) ，放射性免疫分析等等。

　　分析和常規應用方麵，主要有：蒸餾水器供水，蒸汽發生器，玻璃器皿清洗，樣本稀釋和試劑製備，超純水係統供水，固相萃取，普通化學，電化學，分光光度計，TOC分析，水質分析，離子色譜，火焰法原子吸收（Flame-AAS），石墨爐原子吸收（GF-AAS），高效液相色譜（HPLC），液質聯用（HPLC-MS），電耦合等離子光譜儀(yi) （ICP-AES），等離子質譜（ICP-MS），痕量金屬檢測，氣質聯用（GC-MS）等等.

　　對水的純度要求極高的幾個(ge) 主要應用：

　　電泳：電泳用水最重要的要求是生物活性物質諸如內(nei) 毒素（通常小於(yu) 0.05EU/ml），核糖核酸酶和蛋白酶（不可測定）的去除。最好用電阻率18.2 MΩ-cm，TOC<10ppb，0.1μm或更小孔徑的微濾以及細菌含量低於(yu) 1CFU/ml的超純水作為(wei) 供水。

　　內(nei) 毒素分析：從(cong) 分離到細胞培養(yang) 的各種應用領域用水都要求規定內(nei) 毒素指標，內(nei) 毒素最大指標範圍從(cong) 0.25IU/ml到0.03IU/ml。對內(nei) 毒素分析，適用少內(nei) 毒素的超純水，通常是0.05IU/ml或更小。超濾是製造少內(nei) 毒素超純水的必須手段（國際上通常使用MWCO為(wei) 5000道爾頓的超濾膜），而且可以結合UV等進行光氧化。

　　石磨爐原子吸收光譜：GF-AAS與(yu) 其他原子吸收光譜測定的不同之處是，其火焰爐被電子發熱石墨管或棒替代，能在元素分析中達到很高的靈敏度。GF-AAS要求頂級純水係統，提供ppt級的雜質水平，18.2 MΩ-cm的電阻率和低TOC水平。內(nei) 置監測儀(yi) 提供純度保證，最終的水質指標是由良好的預處理係統，加上連續循環流路和純水的超純化而實現。

　　電感耦合等離子光譜儀(yi) ：在ICP-AES應用中，對不同元素的靈敏度明顯不同，但金屬、過渡金屬、磷和硫檢測下限都在ppb範圍內(nei) 。ICP-AES對水的純度要求相當嚴(yan) 格，電阻率大於(yu) 18 MΩ-cm的超純水是必須的，TOC的要求一般不太重要，前處理要求反滲透或離子交換。

　　等離子質譜：ICP-MS可被用於(yu) 測定在ppt水平的元素。對這種靈敏的ICP-MS分析工作，水的純度要求非常嚴(yan) 格，要求水中雜質在ppt水平，電阻率18.2 MΩ-cm和較低的TOC。最終的水質指標是由良好的預處理係統，加上連續循環流路和純水的超純化而實現。

　　質譜分析：質譜能對混合物進行痕量分析，由於(yu) 其高靈敏度，要求最高純度的用水。所有的樣本製備和前處理，例如固相萃取都需要超純水。要求水中雜質在ppt水平，進行有機物分析時要求電阻率18.2 MΩ-cm，非常低的TOC，一般指標小於(yu) 3ppb。

　　痕量金屬檢測：先進的現代分析儀(yi) 器不斷提升分析的靈敏度。痕量元素現在通過使用諸如ICP-MS技術，可測定在ppt和亞(ya) ppt水平的物質。痕量分析工作需要不含可測定成分的純水，並且水質要求適用於(yu) 最嚴(yan) 格最靈敏的ICP-MS工作。因此，空白試劑，標準樣稀釋和樣本製備均需要純度最高的超純水，甚至需要在無塵室中操作。

　　隨著科技的發展，越來越多的應用開始要求使用純度高的超純水。

　　7、超純水保持最佳水質的方法

　　超純水取水後很容易遭到環境汙染，所以使用前取水（即取即用）方式時最合適的。隻有把超純水與(yu) 環境接觸的時間縮到極短，才能夠獲得純度極高的超純水。

　　在配置高純度的化學試劑時，盡量不要使用長時間儲(chu) 桶中存放的超純水，因為(wei) 儲(chu) 桶經長時間使用後，會(hui) 因雜質、微生物的汙染而造成水質的劣化，像這種水，在使用時已經不再是超純水。純水儲(chu) 桶最好安裝空氣過濾器，防止環境因素造成的汙染。

　　儲(chu) 水桶請勿放置在日光直射處，水溫上升，容易造成微生物繁殖。特別是半透明儲(chu) 水桶，也會(hui) 因為(wei) 日光通透而造成藻類繁殖。

　　超純水取水時一定要將初期的出水放掉，以獲得穩定的水質。

　　取水時讓超純水順著容器側(ce) 壁流入，盡量不要讓氣泡產(chan) 生，可降低空氣汙染。

　　請不要在終端濾器後再連接軟管，使用直接取水的方式才能獲得純度高的超純水。

　　長時間不用純水時，應將壓力儲(chu) 水桶中的RO水全部放掉以防止汙染。

　　超純水機若長時間不使用，再次使用時應把初期純水充分放掉以確保水質。

　　原則上，純水機應至少每7—10天通水一次，以防止微生物汙染。

　　超純水使用要點：

　　1.即取即用

　　2.排掉前端初期水

　　3.取水時避免產(chan) 生氣泡

　　水是很常見的，但是很少有人那麽(me) 認真的去了解一下關(guan) 於(yu) 水的一些細節。也很少有人對水那麽(me) 深入的去研究，但是水對於(yu) 我們(men) 來說不僅(jin) 是我們(men) 人類生存的必然條件，同樣也是一個(ge) 實驗室正常運行的基本條件。