Millipore密理博純水系統(tǒng)常見問題集

2011-04-08

藍寶書系列之二
純水系統(tǒng)常見問題集
FAQ
市場部
2005
目錄
純水系統(tǒng)使用常見問題..................................1
1．1 純水制備系統(tǒng)........................................................1
1. Millipore純水系統(tǒng)是否可以追溯至NIST的檢測？.................1
2. Progard 柱中有多少抗結垢劑？在什么水平下，需要額外添加軟化劑。1
3. Millipore 純水系統(tǒng)能否顯示真正的電阻率？....................1
4． 反滲透膜的孔徑100道爾頓，離子都小于100道爾頓。為什么反滲透膜能夠清除離子？ ............................................................2
5. 為什么在反滲透（RO）純化柱使用聚酰胺薄膜 （TFC PA）而不是醋酸纖維素脂（CA）膜？.........................................................2
6. EDI 是如何去除有機物的？....................................3
7． 為什么在EDI模塊的陰極有碳粒？...............................3
8. Elix 對進水的TOC 含量有沒有特殊要求？要求是什么？...........3
9. Elix 水純化系統(tǒng)是如何去除水中的氣體（CO2）?..................3
10. 在保證產(chǎn)水細菌含量<1cfu/ml的條件下，Elix所能承受的供水細菌最大含量是多少？ ............................................................3
1．2 超純水制備系統(tǒng)......................................................4
1. 為什么超純水的電阻率為 18.2 MΩ.cm， 而不是 18.3 MΩ.cm?....4
2. 為什么我們不能離線檢測超純水的電阻率?.......................4
3. 為什么Milli-Q的產(chǎn)水流量為1.5L/min?..........................5
4. 為什么Milli-Q系統(tǒng)有一個進水電磁閥？.........................5
5. 為什么Milli-Q系統(tǒng)有一個網(wǎng)式過濾器?..........................5
6. 如何計算純化柱的純化能力和使用壽命？........................5
7. 當Milli-Q 超純水系統(tǒng)處于Standby（待機）/ Preoperate (預操作)模式時，如何確定系統(tǒng)內部的水不會有細菌滋生？...............................6
8. 為什么終端過濾器的孔徑只有0.22微米，而不是0.45 微米？.......6
9. 飲用水機安裝的UV燈和 Milli-Q Gradient (超低有機物型)所使用的UV燈有什么不同？...........................................................7
10. Milli-Q Gradient(超低有機物型) 如何將TOC含量降到5ppb以下？.7
11. 我用Milli-Q Gradient系統(tǒng)不能獲得TOC含量小于5ppb的水，我的進水是去離子水。 ............................................................8
12． RO膜的孔徑為100Da，為什么我們還要再使用UF柱？...............8
13． UF膜可除去水中病毒嗎？......................................8
14. Pyrogard 5000和Progard D (13000Da)的UF柱是怎樣生產(chǎn)內毒素含量低于0.001EU/ml的超純水的？.................................................8
15． 我用的原水硬度非常大。Milli-Q系統(tǒng)能解決水硬度的問題么？.....8
16． 什么是核級離子交換樹脂？....................................9
17． 離子交換樹脂是通過什么原理來去除離子污染物的？..............9
18． 在進行如ICP-MS這樣比較靈敏的應用時，為什么要用專用純化柱去除硼…………………………………………………………………………………………….10 ii
19. Milli-Q Element (元素分析型)能達到什么樣的TOC水平？........10
1．3 純水儲存系統(tǒng).......................................................11
1. 為什么純水/超純水的儲存和分配會影響其水質？................11
2． 用什么容器盛裝/運輸純水/超純水？...........................11
3. 水箱所使用的PE材料會不會溶出有機物，使水中的TOC含量上升？..11
4. 為什么PE水箱有一個通氣口？.................................12
5. 為什么水箱從下面往上注水？.................................12
6. 如果用肥皂水清洗了水箱，我們如何確定水箱中無TOC？水箱中的TOC會增加儲存水的TOC水平嗎？.................................................12
7． Millipore 純水儲存箱殺菌后之殘留藥物檢驗方法？.............12
1．4（超）純水系統(tǒng)維護..................................................13
1. 為什么建議在純水系統(tǒng)停用期間冷藏純化柱？...................13
2. 如何清除聚乙烯PE管路中的細菌？.............................13
3． 多長時間清洗一次反滲透膜？.................................13
4. 氯是聚酰胺反滲透膜的天敵。為什么還使用氯來去除RO膜表面的細菌？13
5. 我用去離子水作為Milli-Q Academic系統(tǒng)的進水。問題：我的Millipak每15天要換一次。........................................................14
6． 為什么我的Milli-Q Biocel（已經(jīng)使用了兩年）無法提供無RNA酶的水？14
7. 怎樣除去UF柱上的熱源？.....................................14
8. 為什么 Mill-Q Biocel / Synthesis中的 UF柱清洗時不需要消毒藥片?14
9． 如何控制純水系統(tǒng)中的微生物數(shù)量?............................15
純水應用常見問題.....................................16
2．1 純水應用...........................................................16
1. 什么樣的水可以用于水栽培？.................................16
2. 溶離度試驗要求的水質如何？.................................16
3. Elix 水是否可以用于植物組織培養(yǎng)方面的應用？................16
2．2 超純水應用.........................................................18
1． 低水質的水是怎樣影響電泳實驗的？...........................18
2． 我使用注射用水（WFI）（小于500ppb）來做HPLC分析。我對結果很滿意，我為什么要用低TOC含量的水？.........................................18
3． DEPC處理水是分子生物學應用中更好的選擇？..................18
4． Milli-Q Biocel產(chǎn)水水質和DEPC水一樣好嗎？..................18
5． 細菌對HPLC相關應用有什么影響？.............................19
6． 什么是內分泌干擾物？它會如何干擾分子生物學實驗應用？應如何去除？ ……………………………………………………………………………..19
7． 重金屬對細胞培養(yǎng)有什么影響？..............................20
水質監(jiān)測相關問題.....................................21
1. 什么是Type III, Type II and Type I 水?.....................21 iii
3． 我的超純水系統(tǒng)顯示電阻率為18.2兆歐，但TOC卻超過200ppb，為什么？ ……………………………………………………………………………..21
4． 如何測量反滲透水的離子截流率？............................22
5． 在取樣檢測Elix產(chǎn)水中細菌的含量時，需要做什么準備工作？....22
6． 為什么超純（Milli-Q）水是酸性的？..........................22
7． 如何測量超純水的pH值？....................................23
8． 二氧化碳對超純水的pH值有什么影響？........................23
9． 硅是否會影響超純水的電阻率？..............................24
10． 怎樣測量超純水中熱源的含量？...............................24
11． Millipore的水純化鏈是怎樣驗證熱源含量水平的？..............24
13． 電阻池以及系統(tǒng)與水接觸的部件會不會滋生細菌？...............25
14. 細菌會引起水中TOC水平的升高嗎？...........................26
15． 殺滅細菌的最有效方法是什么？...............................26
16． 如何用紫外燈最大限度的殺滅細菌？...........................27 iv
純水系統(tǒng)使用常見問題
1．1 純水制備系統(tǒng)
1. Millipore純水系統(tǒng)是否可以追溯至NIST的檢測？
是
2. Progard 柱中有多少抗結垢劑？在什么水平下，需要額外添加軟化劑。
硬度 描述
0-10ppm 軟水
10-80 ppm 中軟水
80-300ppm 中硬水
>300ppm 硬水
當進水的硬度大于 >300ppm,需要額外配置一個軟化柱。
焦磷酸鹽的含量 (抗結垢劑):
Progard 柱中含有大約500g 的焦磷酸鹽。
3. Millipore 純水系統(tǒng)能否顯示真正的電阻率？
能
電導率的計算公式如下：X= F ΣCiZiUi
X 是電導率, F 是法拉第常數(shù), Ci 是某種離子濃度， Zi 是離子的電荷數(shù) ，Ui指離子遷移率。電阻率是電導率的倒數(shù)。
溫度會直接影響到溶液的電導率。25 0C 時，無離子污染物的水的電導率為0.055μS/cm。
電阻率或電導率的測定有兩步。電阻池測量電阻率，溫度計測量溫度。這時的電阻率未經(jīng)過溫度補償，為“原始”電阻率。通過軟件和微處理器讀取溫度和未補償?shù)碾娮杪?電導率測量值，然后進行溫度補償。溫度低于25oC時，無離子水的電阻率值大于18.2MΩ.cm。溫度高于25oC時，無離子水的電阻率小于18.2MΩ.cm. 電阻率隨著溫度的變化而變化很大（非線性）。而電導率隨著溫度的變化較小。
18.2 MΩ-cm
CONDUCTIVITY (25 °C)
1
溫度(°C) 電阻率(MΩ.cm) 溫度(°C) 電阻率(MΩ.cm) 24.0 19.11 25.0 18.20 24.1 19.01 25.1 18.11 24.2 18.92 25.2 18.01 24.3 18.83 25.3 17.92 24.4 18.74 25.4 17.83 24.5 18.65 25.5 17.74 24.6 18.56 25.6 17.65 24.7 18.47 25.7 17.56 24.8 18.38 25.8 17.47 24.9 18.29 25.9 17.38
4． 反滲透膜的孔徑100道爾頓，離子都小于100道爾頓。為什么反滲透膜能夠清除離子？
反滲透涉及一個離子排除過程（ionic exclusion process）。只有溶劑能夠通過半透膜（反滲透膜），而所有的離子以及溶解性分子（包括各種鹽和糖分）被截留。這種反滲透膜對鹽（離子）的截流是通過電荷反應現(xiàn)象（charge phenomena action）實現(xiàn)的，帶電量越大，截流率越大。因此膜可以強烈的（>99%）截留多價離子，而對單價離子——比如鈉——只能截流95%。
基于這樣的原理，在反滲透膜開始工作的一段時間，離子根本就無法截流。這時的產(chǎn)水離子含量很大，我們?yōu)榇颂峁┮粋€轉向閥，自動把這部分水排出到廢水池，直到水質達到可以接受的水平才收集產(chǎn)水。
因此，盡管反滲透膜孔徑只有100道爾頓，但是它仍能夠去除小于100道爾頓的離子。
5. 為什么在反滲透（RO）純化柱使用聚酰胺薄膜 （TFC PA）而不是醋酸纖維素脂（CA）膜？
目前常用于反滲透（RO）的兩種膜為乙酸纖維素脂(CA)膜和復合聚酰胺薄膜(TFC PA) 。前者是一種整合膜，而后者是復合膜。
醋酸纖維素脂膜（CA）
CA膜原本用于鹽水的過濾，由于在高壓下膜的可壓縮性， 從未用于海水的過濾。它的pH,溫度，和性能極限影響了它的普及。但是在許多領域，還是會使用CA膜，由于其高氯和防結垢能力。
復合聚酰胺薄膜 (TFC PA)
發(fā)明于上世紀八十年代， 在脫鹽的水流速度和截流率方面，TFC膜是一個大的突破。一般地，復合膜是由一層聚砜膜支撐一層薄薄的聚酰胺膜.
TFC 膜有很好的溫度和pH值的耐受能力，但是不耐氧化，特別是氯。所以活性炭的預處理是十分重要的。
2
6. EDI 是如何去除有機物的？
EDI 只能去除帶電有機分子。 由于電極間存在電壓，微電離的有機分子（如乙酸/草酸/腐殖酸） 向陽極移動。
例如:
CH3COOH --- CH3COO- + H+
CH3COO- 帶負電荷，向陽極移動。陰、陽離子通透膜使陰、陽離子聚集在濃縮通道。 流經(jīng)EDI的電極通道和濃縮通道的水都為棄水。
7． 為什么在EDI模塊的陰極有碳粒？
在EDI模塊的陰極產(chǎn)生 OH- 。 OH-的存在提高了pH值。 高pH值將導致高的電極結垢可能性。pH 值高，CO32-會與Mg2+, Ca2+反應結垢。
CO2 + H2O --- H2CO3
H2CO3 --- H+ + HCO3-
HCO3- --- H+ + CO3-2
陰極的碳粒主要用于降低局部的pH值，防止結垢。碳粒增加了陰極的表面積， 從而可以捕捉到足夠的OH-極性分子，沒有多余的OH-離子來形成結垢。
8. Elix 對進水的TOC 含量有沒有特殊要求？要求是什么？
Millipore 對Elix 進水的TOC 含量沒有特別要求。一般來說，典型的自來水的TOC含量為 3000- 4000 ppb.
反滲透可以除去90-95 % 的污染物。也就是說反滲透水的典型TOC含量為 200-400ppb. 連續(xù)電去離子過程可以進一步把TOC含量降低到 30-50ppb.
如果進水的TOC 含量遠大于4000ppb, 建議使用去有機物的預處理。
9. Elix 水純化系統(tǒng)是如何去除水中的氣體（CO2）?
CO2能溶于水，并在水中保持平衡，如下：
CO2 + H2O --- H2CO3
H2CO3 ---- 2H+ + CO32-
CO32- (碳酸根離子) 帶負電朝陽極移動。 陰陽離子通透膜匯集了在電極通道和濃縮通道的碳酸根離子. 流經(jīng)濃縮通道和電極通道的水被排到下水道。
這樣除去了溶解在水中的CO2 。如果進水中的CO2 水平< 30 ppm,那么Elix 產(chǎn)水中的CO2的水平為0ppm.
10. 在保證產(chǎn)水細菌含量<1cfu/ml的條件下，Elix所能承受的供水細菌最大含量是多少？
Elix是由自來水供水的，自來水的規(guī)格各地有一定差異，但大多數(shù)都要經(jīng)過氯化處理以消除細菌，（因而細菌含量很低，完全能夠滿足Elix供水要求。）因此Elix的產(chǎn)品目錄中沒有提到對供水細菌含量的要求。Elix所能承受的供水細菌最大含量為100cfu/ml。
3
1．2 超純水制備系統(tǒng)
1. 為什么超純水的電阻率為 18.2 MΩ.cm， 而不是 18.3 MΩ.cm?
電導率的計算公式如下：X 是電導率, F 是法拉第常數(shù), Ci 是某種離子濃度， Zi 是離子的電荷數(shù) ，Ui指離子遷移率
X = FΣ CiZiUi
理論上，完全不含離子的超純水在25oC時電導率為0.055μS/cm。
電阻率是電導率的倒數(shù)。 那么
R=1/X , 1/0.055=18.1818
約為 18.2 MΩ.cm
在25oC 時，NaCl濃度與電導率/電阻率值的關系。
NaCl (ppb)
電導率
(μS/cm)
電阻率 ( MΩ.cm)
0
0.055
18.18
1
0.057
17.6
5
0.066
15.20
10
0.076
13.10
20
0.098
10.20
50
0.16
6.15
100
0.27
3.70
300
0.70
1.43
500
1.13
0.88
1000
2.21
0.45
5000
10.80
0.093
20000
42.70
0.023
2. 為什么我們不能離線檢測超純水的電阻率?
無法在離線情況下精確測量超純水的電阻率/電導率。
電導率的計算公式如下：X 是電導率, F 是法拉第常數(shù), Ci 是某種離子濃度， Zi 是離子的電荷數(shù) ，Ui指離子的遷移能力。
X = FΣ CiZiui
理論上，完全不含離子的超純水在25oC時電導率為0.055μS/cm。 電阻率是電導率的倒數(shù)，為 18.2 MΩ.cm。
當超純水暴露在外界環(huán)境中時，會被外界環(huán)境污染。實驗室里的空氣中含有大量的離子，這些離子可以進入超純水。 另外，測量電導率所用到的儀器（燒杯，電阻率儀/探針）也會帶入離子污染物。正如電導率的計算公式中所示，任何離子的增加都會影響電導率值，因為電導率與
4
離子的種類和其所帶電荷成正比。
3. 為什么Milli-Q的產(chǎn)水流量為1.5L/min?
如果暴露在空氣中，或者儲存在容器里，超純水水質會很快劣化。因而建議對超純水要即取即用。
普通的應用（如HPLC液相制備）大約一次需要250ml的超純水。超純水的生產(chǎn)時間大約為10秒。這樣就減少了超純水在大氣中暴露時間，從而保證了超純水水質。
水流經(jīng)樹脂時應有充分的接觸時間。太快的流速沒法水化所有的樹脂，就無法進行有效的離子交換。
4. 為什么Milli-Q系統(tǒng)有一個進水電磁閥？
進水電磁閥可以幫助切斷水源，防止實驗室被水淹的突發(fā)事件。
5. 為什么Milli-Q系統(tǒng)有一個網(wǎng)式過濾器?
Milli-Q 系統(tǒng)在取水柄之前配有一個網(wǎng)式過濾器。其目的是截流從Quantum柱流出的離子交換樹脂。取水柄的出水口是一個很小的口子。從純化柱中流出來的即使只是一個樹脂顆粒也可以堵住那個口子，阻礙使用取水手柄取水。
6. 如何計算純化柱的純化能力和使用壽命？
在計算樹脂的純化能力之前，我們要先熟悉以下幾個概念。
樹脂體積: 是指純化柱中離子交換樹脂的體積，而不是指活性炭或者深層過濾膜的體積。
樹脂總容量: 是指用標準 NaCl的克數(shù)表示的總的樹脂容量,是一個理論值。相當于使所有的離子交換樹脂飽和所需的NaCl的量。
動態(tài)樹脂容量: 在動態(tài)條件下 （流量 1.5L/min），水流通經(jīng)純化柱時,離子交換樹脂的交換能力 。
晶粒容量:使用轉換常數(shù)將用標準NaCl的克數(shù)轉換為晶粒數(shù)。轉換公式為：1 grain = 64.79mg= 0.06479g
計算純化能力所需數(shù)據(jù): (以 Milli–Q為例)
1. 進水電導率 (as ppm NaCl )
2. 進水CO2水平(as ppm NaCl ) )
3. 純化柱（Quantum 和Qgard）的動態(tài)容量可以從以下的數(shù)據(jù)表中摘取。
4. 純化柱(Qgard 和 Quantum)數(shù)量
用NaCl表示的總可溶性固體（TDS）ppm，相當于電導率乘以0.5。
TDS （as ppm NaCl）= 電導率 * 0.5
用NaCl表示的進水 CO2 水平可以由 CO2水平乘以1.3
5
進水 CO2 （as ppm NaCl）= CO2 水平*1.3
進水中總鹽含量是用NaCl表示的TDS 和CO2 的總和
例：計算 Milli- Q Gradient 的容量
數(shù)據(jù):
進水電導率(uS/cm )
25
進水 CO2 ppm
20
Qgard 動態(tài)容量（ mg NaCl）
56
Q gard 純化柱的數(shù)量
1
Quantum 動態(tài)容量（ mg NaCl）
27
Quantum 純化柱的數(shù)量
1
計算:
進水中鹽類含量 (as ppm NaCl)
25 x 0.5
12.5 (a)
進水中CO2含量 ( as ppm NaCl )
20 x 1.3
26 (b)
進水總鹽污染含量 (as ppm NaCl )
(a) + (b)
38.5
純化柱動態(tài)總容量 ( Qgard動態(tài)容量 x Qgard 數(shù)量 ) + (Quantum 動態(tài)容量 X Quantum數(shù)量)
=1000(56x1)+1000(27x1)
83000
純化柱處理的水量
=純化柱動態(tài)總容量/進水總鹽含量
=83000/38.5
2156 L
注：當計算以Elix水為進水的Milli-Q系統(tǒng)純化柱的純化能力時， CO2 為0ppm.
7. 當Milli-Q 超純水系統(tǒng)處于Standby（待機）/ Preoperate (預操作)模式時，如何確定系統(tǒng)內部的水不會有細菌滋生？
在進行維護時，系統(tǒng)應要進入Standby 模式：如更換 Qgard柱 或者 Quantum柱時。這種模式下，Milli-Q不會進行每小時5分鐘的內循環(huán)。
當系統(tǒng)不產(chǎn)水時（如晚上或周末），可選用預操作模式。 Milli- Q 超純水系統(tǒng)每小時進行5分鐘的內循環(huán)。在預操作狀態(tài)， Milli- Q （Biocel 和Synthesis）每3小時進行30秒的快速沖洗?？焖贈_洗可以清洗進水處的UF 柱，防止UF柱表面細菌和有機物的滋生。
每小時5分鐘的內循環(huán)可以防止細菌的滋生，也可以根據(jù)客戶的需要設置內循環(huán)的時間。
8. 為什么終端過濾器的孔徑只有0.22微米，而不是0.45 微米？
絕大多數(shù)的細菌大小為1微米。目前所知的最小細菌為特定條件下生長的假單細菌株。 這種細菌叫做 Brevundimonas ，其大小為0.3 微米。因此，選用0.22微米的終端過濾器就能去除已知的最小細菌株。 6
9. 飲用水機安裝的UV燈和 Milli-Q Gradient (超低有機物型)所使用的UV燈有什么不同？
低壓UV 燈就象一個帶有石英罩的家用熒光燈（40瓦，4腳）。熒光燈實際上是一個在管內發(fā)射254nm紫外光的低壓汞燈。254nm的光線被燈罩內表面的“氟石”所吸收，并發(fā)射可見光波長的光線。如果石英罩純度較高，可以使254nm UV光在水和空氣中傳播。
UV 燈的主要發(fā)射波長為254nm,如果石英罩非常純，UV燈也能發(fā)射185nm的紫外光。
一般飲用水機安裝的UV燈可發(fā)射254nm紫外光，主要用途是為了去除細菌和其他微生物。因此，石英罩不一定非要純到可以讓185nm的光線通過。
而在 Milli-Q Gradient 系統(tǒng)中，安置UV燈的目的是去除細菌和降低TOC含量。185nm UV 波長對O3的形成起關鍵作用。 UV254nm 能使水中的臭氧激發(fā)OH˙極性分子的形成，從而降低TOC值。
10. Milli-Q Gradient(超低有機物型) 如何將TOC含量降到5ppb以下？
自來水中TOC水平大約為 4000ppb. 通過反滲透能去除 90-95% 的污染物。 也就是說反滲透水的TOC水平一般可達到200-400ppb. 連續(xù)電去離子（EDI）可以進一步把TOC 水平降到30-50ppb.
Milli-Q用特殊的離子交換樹脂去除有機污染物，使TOC水平下降到5-10ppb. 然而，像LC-MS 方面的應用要求更低的TOC水平，因而需要使用另一種水純化技術——UV光氧化技術。在Milli-Q Gradient 中增加的是254/185nm的雙波長紫外燈，具有殺菌功能，可以氧化有機物，從而降低有機物的含量。
UV燈密封在管內的低壓汞在電流作用下激發(fā)出發(fā)射相關波長所需的能量。主要發(fā)射波長為254nm,185nm，還有少量的194nm。該紫外燈使用特殊的超純石英，具有高度反光性能的不銹鋼外殼和為外燈正常使用而設計的高性能鎮(zhèn)流器。
普通的玻璃能吸收所有的紫外波長，也就是沒有任何波長的UV能夠通過。使用超純石英罩的低壓汞蒸汽燈能讓光線穿透到水中。254nm能夠在水中很好地傳播因為水不吸收這個波長，但是水吸收185波長的UV光。另外，如顆粒，有機物（腐殖酸）會攔阻或吸收UV光。因此，UV技術可以用于水的清潔和預處理。
UV 燈放置于能反射所有UV光的電拋光316L 不銹鋼的燈殼內，并防止UV光轉播到外界環(huán)境中。
7
鎮(zhèn)流器產(chǎn)生優(yōu)化的電流（電壓，電頻），為UV燈供電。這些電流可以激發(fā)汞蒸汽產(chǎn)生足夠的能量來發(fā)射UV輻射。Millipore UV燈所使用的鎮(zhèn)流器可以點火200，000次，確保UV燈的使用壽命長達1年以上。
11. 我用Milli-Q Gradient系統(tǒng)不能獲得TOC含量小于5ppb的水，我的進水是去離子水。
去離子純化技術僅僅可除去原水中的離子污染物和一些帶電荷的有機物。它并不能除去水中大部分的有機物和顆粒。因此，可能得到低電導率的水，但是其顆粒物含量高。有時，由于離子交換樹脂經(jīng)常被再飽和（reacharged），被損壞的樹脂能夠釋放有機物增加TOC的值。
Milli-Q Gradient能夠獲得有機物含量小于5ppb的水，前提是進水有機物含量小于30ppb,如果進水的TOC含量太高，是不可能獲得需要的TOC含量水平的。建議使用Elix系統(tǒng)生產(chǎn)的純水做進水，而不是去離子水，這樣就可以用Milli-Q Gradient獲得TOC含量小于5ppb的水。
12． RO膜的孔徑為100Da，為什么我們還要再使用UF柱？
在水純化鏈中， RO是一種可以除去水中大部分污染物的技術。 RO可以去除水中95-99%的離子， 99%的有機物，99%的細菌和內毒素。但是RO水僅僅是三級水，要對RO水進行進一步的純化才能得到內毒素含量低于0.001EU/ml的一級水或超純水。超濾技術是有效而經(jīng)濟的去除熱源的辦法。
截留分子量為5000Da的UF柱可生產(chǎn)內毒素含量小于0.001EU/ml的超純水。
13． UF膜可除去水中病毒嗎？
病毒是一種蛋白質，截留分子量為5000道爾頓的Progard UF膜能夠除去分子量在這個范圍的蛋白質。
分子量在這個范圍內的所有病毒都可以被UF柱截留。但是由于很難確認在水純化過程中病毒的去除率，所以也沒有這方面的說明。
14. Pyrogard 5000和Progard D (13000Da)的UF柱是怎樣生產(chǎn)內毒素含量低于0.001EU/ml的超純水的？
內毒素是來自革蘭氏陰性菌細胞壁的酯多糖。酯多糖可分為三個亞結構單元：一個油脂A形成的疏水性結構，一個核低聚糖，一個可變的特異性酯多糖表面結構，O抗體。
由于菌株的不同， 糖苷部分在大小和結構上有很大變化。因此其分子量在3000到25000道爾頓之間。脂多糖結構有一個帶負電荷的磷酸基團分支在苷糖上，這使得它能夠和二價的陽離子結合配對。這導致了LPS的聚集和產(chǎn)生100000道爾頓和1000000道爾頓的超級結構膠束團和囊。所以，用5000道爾頓和13000道爾頓UF膜可以得到無熱源的水。
15． 我用的原水硬度非常大。Milli-Q系統(tǒng)能解決水硬度的問題么？
Milli-Q不能用自來水直接作原水，只能用經(jīng)過預處理的3級水或者2級水作原水。Elix（生產(chǎn)2級水）和RiOs（生產(chǎn)3級水）純水系統(tǒng)的預處理柱可以用來處理硬度不太大（小于300ppm）的水。通過防結垢劑（焦磷酸酯結晶）將易結垢的鈣、鎂離子包裹起來，阻止水垢的生成。
如果原水硬度太大（>300ppm），建議加裝預處理軟水器。
Milli-Q生產(chǎn)的是“無離子”水。
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16． 什么是核級離子交換樹脂？
離子交換樹脂通常呈微球狀，對特定的離子具有吸引力。陽離子交換樹脂是用苯乙烯和璜酸基二乙烯基苯制造的，璜酸基上的氫離子可以和接觸到的任何陽離子進行交換。與此相似，陰離子交換樹脂是用苯乙烯和季銨基二乙烯基苯制，季銨基上的氫氧根離子則可以和任何陰離子交換。
核級離子交換樹脂是指高品質的離子交換樹脂，早些時候是核工業(yè)專用的。這種樹脂不能進行再生，以保證品質。
17． 離子交換樹脂是通過什么原理來去除離子污染物的？
離子交換樹脂是由帶有電荷位點的聚合物構成的，電荷位點處可以發(fā)生離子交換。合成的離子交換樹脂通常都是由多孔微球制備的，這些微球的表面和孔徑大小非常適合離子的附著。如果表面積太大，會發(fā)生嚴重的物理吸附。離子交換樹脂一旦被各種物質用物理吸附包裹起來，就不能進行離子交換了。（表面積太小會造成離子交換容量有限）。在正常條件下，離子交換和物理吸附都會發(fā)生。
現(xiàn)在使用的大多數(shù)離子交換樹脂都是由合成的聚合物骨架或者矩陣以及與其連接的帶有離子交換功能的功能基團構成。可以根據(jù)應用不同選擇不同的離子交換樹脂制備方法。通常情況下，它們是球形或者顆粒狀的，但也可以制備成膜、纖維、管、布以及泡沫狀。用專門的生產(chǎn)工藝，微球型的聚合物可以制備出成多孔的結構，取代傳統(tǒng)的實心凝膠樹脂結構。這種樹脂被稱為大孔或者大網(wǎng)絡樹脂。聚合物骨架通常是交聯(lián)在一起的，這樣可以防止它們溶解，同時增加機械強度和穩(wěn)定性。交聯(lián)的程度必須加以控制，以使得樹脂在保證機械性能的同時有足夠的縫隙和孔道來吸收和溶脹水，從而保證離子交換活性。最常見的離子交換樹脂是苯乙烯——二乙烯基苯（DVB）共聚物，在這里，DVB是交聯(lián)劑，
離子交換的定義是，在固相和液相之間進行可逆的離子互換，同時固相的結構不發(fā)生永久的改變。這意味著常規(guī)的使用是不會消耗離子交換樹脂的。當樹脂耗盡時，可以通過再生使其恢復到初始狀態(tài)，重新使用。
陰離子交換是去除陰離子（帶負電的離子）的選擇性樹脂。強陰離子交換采用季胺基團作功能基團，而弱陰離子交換則用叔胺基團。陽離子交換樹脂去除陽離子（帶正電的離子）。強力陽離子交換基團是璜酸基，而弱陽離子交換基團為羧酸。
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離子交換樹脂是如何工作的呢？
R-H+ + Na + = R- Na+ + H +
如上所示，結合在樹脂上的Na+和溶液中的Na+之間存在平衡。樹脂上的H+濃度越大，結合上去的Na+就越多。樹脂對離子的結合是不可能100%的，結合的平衡取決于水的pH值和樹脂的再生程度。
18． 在進行如ICP-MS這樣比較靈敏的應用時，為什么要用專用純化柱去除硼？
水中的硼通常以硼酸（一種非常弱的酸）的形態(tài)存在。pH值低于7的時候，硼酸會以未解離的形態(tài)——H3BO3或者B(OH)3存在。pH值高于11.5的時候，硼則會解離成硼酸根[B(OH)4]-。
B(OH)3 + NaOH = [B(OH)4]- + Na+
如果濃度比較大，還會生成多聚態(tài)離子。
2B(OH)3 + [B(OH)4]_ = [B3O3(OH)4]- + 3H2O
帶負電的硼酸根離子能夠被陰離子交換樹脂截流（但中性的硼酸則無法截流）。而用疏水的苯乙烯骨架以及叔胺基團合成的聚合樹脂更適合去除硼。這種硼專用樹脂和高級水純化材料和專用的配置結合起來，能夠生產(chǎn)適用于超痕量分析的無硼超純水。
19. Milli-Q Element (元素分析型)能達到什么樣的TOC水平？
Milli-Q Element 系統(tǒng) 可以把水中的TOC值降低到<5ppb. Milli-Q Element 帶有發(fā)射雙波長(254nm 和 185nm)的紫外燈， 它可以氧化水中痕量級的TOC，使TOC水平小于5ppb.
特別地，UV燈放置在Quantum 柱和Q-Gard 柱之前，更加確保了痕量級離子的去除。
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1．3 純水儲存系統(tǒng)
1. 為什么純水/超純水的儲存和分配會影響其水質？
純水/超純水隨著時間的延長而水質下降。
導致水質劣化的原因來自以下幾個方面：
儲存器: 由于純水中溶解的離子濃度很低甚至沒有，這樣子純水極易從外界環(huán)境中吸收離子污染物。 低級塑料和玻璃制造的儲水器會溶出離子和有機物，增加水的電導率，劣化水質。因而推薦使用低溶出的高級聚乙烯儲水器。
通氣口: 多數(shù)的儲水器都有一個排氣口用于取水期間空氣的流通。通氣口吸入外界空氣的同時帶入實驗室空氣中的CO2 ,細菌，顆粒和揮發(fā)性有機物。 這些都將污染儲存在水箱中的純水。因而通氣口應配置空氣過濾器以阻止有機物，細菌和CO2進入水箱。
設計: 在清洗過程中，無法將平底水箱的水排干。這些未能排干的水是細菌生長的一個根源。因此我們推薦使用錐形底的水箱以排干所有的水。水箱應采用吹塑成型的方式制作以防止凹凸不平的表面為細菌提供生長繁殖的場所。
分配: 好的分配泵應該在連續(xù)工作10個小時的情況下也不會造成溫度的升高，溫度的升高利于細菌的生長。
消毒: 哪怕是極微級的微生物的滋生，也能形成菌膜，劣化水質。所以安裝一個能抑制細菌生長的消毒模塊（UV燈）是很重要的。
2． 用什么容器盛裝/運輸純水/超純水？
超純水哪怕極其微小的暴露在外界環(huán)境中都會被污染。因此建議即取即用超純水，以防止水質下降。實驗室中的玻璃器皿盛裝超純水時，玻璃會溶出大量離子，從而會徹底的改變超純水的電阻率值。
3. 水箱所使用的PE材料會不會溶出有機物，使水中的TOC含量上升？
有許多材料被用來制造水箱。Millipore公司對不同級別的高密度聚乙烯，聚丙烯進行試驗，測試這些材料的溶出。
將5mg不同的原材料放置在100mL的Milli-Q 水中（電阻率18.2MΩ.cm, TOC< 10ppb）, 24小時后測試其溶出，發(fā)現(xiàn)對于離子的溶出，幾種比較的材料沒有太大的區(qū)別。但是3天后再測量一次，發(fā)現(xiàn)聚丙烯溶出的Cl-,NO3-,SO32-,和Mg2+比聚乙烯中的要高（參考R&D 001）。
在有機物（以TOC ppb計）方面， 3天以來聚乙烯溶出的TOC 含量在減少。這表明只要仔細清洗，就可能使PE水箱的有機物溶出達到最少。
與其他材料，如FEP (氟化乙丙烯), PFA ， PTFE (聚四氟乙烯), PA ( 聚酰胺 ) , PU ( 聚亞安酯) 相比，PE材料的離子和有機物溶出最少。
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4. 為什么PE水箱有一個通氣口？
一個空的PE水箱實際上并不是“空的”，它充滿了空氣。注水過程中，水代替氣體。小小的出氣口可以排放去氣體，避免水箱中的壓力過大。
取水過程中， 等量的氣體進入水箱填補流出的水。這樣空氣就把水壓到取水口。由于在大氣壓下取水， 水箱中沒有壓力堆積（pressure buildup）。
有一種加壓水箱叫氣囊水箱（bladder tank）; 內裝一個膨脹的與亞舉定西橫膈膜（氣囊內膽）。
泵往水箱的進水口送水。泵工作時，進水撐開橫膈膜（氣囊），取代氣囊中的氣體的位置。水箱中注滿水的時候，在水箱里面形成氣囊中的空氣壓。氣壓控制水壓。當氣壓達到上限時，控制開關關閉泵。一旦關閉泵，卸壓閥就打開，保護系統(tǒng)。
打開取水口，氣囊就會反應，水箱中的氣壓下降。當氣壓達到下限時，控制開關會再次啟動泵，再次給系統(tǒng)加壓。
5. 為什么水箱從下面往上注水？
PE水箱從下往上注水。這樣可以避免濺起水花。只要水中有一點點細菌，他們就有可能借此而覆著在水箱的內壁，在水箱內表面形成菌膜。
6. 如果用肥皂水清洗了水箱，我們如何確定水箱中無TOC？水箱中的TOC會增加儲存水的TOC水平嗎？
可以使用無泡肥皂水進行水箱的常規(guī)清洗。水箱可以每個月清洗一次，以防水箱內部積累灰塵、污垢。
使用 1% , 1 N , HNO3 (硝酸) 能去除清潔劑，之后需用大量純水沖洗。 這樣子就可以保證不會有有機物（來自表面活性劑/肥皂）進入到超純水系統(tǒng)中。
建議使用苛性蘇打（而不是氯）清洗水箱以去除菌膜。氯會和水箱的塑料材料反應。
NaOH 是一種能有效去除熱源，菌膜和細菌的化學物質。
7． Millipore 純水儲存箱殺菌后之殘留藥物檢驗方法？
因Millipore 建議使用NaOH(氫氧化鈉)為水箱殺菌，在殺菌狀態(tài)下酸堿值會在11.5左右，但經(jīng)過兩次連續(xù)的進水/放水之后，檢查酸堿值，如低于7以下，則符合USP24 (stage 3)的純水規(guī)范，證明無殘留物。
實際上，NaOH的使用會有兩種影響, 一是Na+, 一是酸堿值(OH–)。 當使用者取用超純水，18.2MΩ的儀表顯示足以證明Na+的濃度已降至1ppb（0.01）以下，而酸堿值則可輕易的利用pH meter 來檢測，實際上空氣中的二氧化碳溶于水中所產(chǎn)生的H+足以平衡OH-所產(chǎn)生的影響，并能呈現(xiàn)酸堿值低于7的狀態(tài)。
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1．4（超）純水系統(tǒng)維護
1. 為什么建議在純水系統(tǒng)停用期間冷藏純化柱？
離子交換柱是一種半水化的形式 . 如果不冷藏，樹脂可能脫水。一旦離子交換柱脫水，其離子交換能力失效。
有時細菌會殘留在樹脂顆粒中。在正常室溫下殘留下來的細菌會滋生擴散而堵塞整個柱子。 防止細菌滋生的一個辦法就是冷藏法。
因此，儲存期間，建議將離子交換柱包好并置于冰箱冷藏（4-8°C）。
2. 如何清除聚乙烯PE管路中的細菌？
如果查明PE管路中確實有細菌，可以3種處理方法：
用水沖洗PE管路。
120℃高溫滅菌20分鐘。
或者更換PE管路。
3． 多長時間清洗一次反滲透膜？
如果是因為反滲透膜被阻塞而需要清洗，那么用兩種清洗劑（清洗劑A和清洗劑B）可以解決絕大多數(shù)問題。
把袋裝的化學試劑送入消毒口，然后啟動清洗循環(huán)（持續(xù)90分鐘），清洗循環(huán)結束后，系統(tǒng)自動進入待機（Stand By）模式。
此清洗循環(huán)操作不要定期進行，建議當系統(tǒng)的流速明顯下降時——這表明反滲透膜被阻塞了——才進行清洗循環(huán)操作。
還有一種殺菌用的氯試劑片，也從消毒口投入。它在中性或者酸性液體環(huán)境中會生成次氯酸，能有效的殺滅細菌。建議每四周進行一次氯試劑消毒。
4. 氯是聚酰胺反滲透膜的天敵。為什么還使用氯來去除RO膜表面的細菌？
氯是聚酰胺 RO 膜的天敵。因為氯會氧化聚酰胺的結構，形成膜中的“孔”。這個過程不可逆， 影響RO純化柱的截流率。 Elix, RiOs系統(tǒng)的進水中氯的含量應該小于3ppm。 自來水中的氯，是由當?shù)叵嚓P部門加入用于去除細菌，這可以被Progard柱中的活性炭去除。
水中氯的影響:
氯與水反應生成次氯酸
CL2 + H20--- HOCl + H+ +Cl-
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低pH值有利于次氯酸的形成。 在較高的pH值環(huán)境下，次氯酸分解形成次氯酸根。
HOCl --- OCl- +H+
次氯酸的殺菌能力很強。它可以穿透細胞壁，破壞細胞。次氯酸根比次氯酸的氧化能力強100倍。高pH值可導致氯和RO 膜的氧化反應但不利于滅菌，而低pH值利于滅菌，但不利于RO純化柱的氧化。
水中的氯是由次氯酸鈉(NaOCl)帶入
NaOCl + H20 --- NaOH + HOCl
隨著pH值升高，分解出更多的次氯酸根。 pH值為7.5時，次氯酸和次氯酸根離子的含量相等。pH 值為10時，次氯酸根的含量最高。
因此，建議在pH值為7的情況下，清洗RO膜。這樣可以保證有足夠的次氯酸進行消毒，同時又不會有過多的次氯酸根離子破壞聚酰胺膜。
5. 我用去離子水作為Milli-Q Academic系統(tǒng)的進水。問題：我的Millipak每15天要換一次。
去離子純化技術僅僅可除去原水中的離子污染物和一些帶電荷的有機物。它并不能除去水中大部分的有機物和顆粒。因此，可能得到低電導率的水，但是顆粒物含量卻很高。
Millipak最常見的堵塞可能由于顆粒物的填充。
解決方法是用RO或者Elix產(chǎn)水代替去離子水，Progard柱能除去3μm和1μm的顆粒。RO膜能除去99%的顆粒。
6． 為什么我的Milli-Q Biocel（已經(jīng)使用了兩年）無法提供無RNA酶的水？
每隔一段時間，Milli-Q Biocel內置的超濾（UF）膜上截流的熱源和細菌會形成菌膜，變成污染源。因此，定期的對超濾（UF）柱進行衛(wèi)生處理非常重要。建議每四周進行一次這樣的衛(wèi)生處理。
7. 怎樣除去UF柱上的熱源？
UF柱在常規(guī)的應用中可能會不斷被進水中的膠體和顆粒污染物所污染，從而降低產(chǎn)水流速。清洗可以恢復流速，如果無效，就需要從機器里取出UF柱，按下面步驟清洗：
按40 克NaOH (藥片)：1升Milli-Q 進水的比例配制1N的NaOH溶液
取下UF柱，在溶液中浸泡至少12小時。
重新安裝UF柱，斷開通往終端過濾器的出水管，取下終端過濾器，打開三通閥。
沖洗柱子至少5分鐘，打開，關閉UF柱上的沖洗閥直到產(chǎn)水的pH小于7。當所有的氫氧化鈉被沖洗掉后，使系統(tǒng)返回正常操作狀態(tài)。
8. 為什么 Mill-Q Biocel / Synthesis中的 UF柱清洗時不需要消毒藥片?
氯對熱源沒有任何影響，因而不需要清洗UF膜。
事實上，已經(jīng)證明氫氧化鈉是一種能有效地去除菌膜和熱源的化學物質。
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9． 如何控制純水系統(tǒng)中的微生物數(shù)量?
在水箱中，運輸管路中純水的水質越高越好。
要定時更換耗材（因為微生物極易在耗材表面滋生）。值得注意的是，10μ以下的各種filter及membrane都能捕捉微生物，但無法殺死微生物，可能會導致微生物泛濫，影響下有水質。 紫外燈務必要定期更換，以防止菌膜（biofilm）的生成。
盡量讓純水系統(tǒng)工作4小時/天以上，系統(tǒng)應具備內部清洗(Flush),消毒，循環(huán)等功能，系統(tǒng)使用材料應為低化學溶出物，無死角且表面光滑。
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純水應用常見問題
2．1 純水應用
1. 什么樣的水可以用于水栽培？
水栽培是一種使用人造載體（沙，礫，礦毛絕緣纖維，泥煤苔、椰殼、鋸屑）將植物固定在營養(yǎng)液（含有肥料的水）的一種培育方式。水栽培植物的根沒有其他的支持物， 聚合系統(tǒng)是采用固體支撐物。水中含有過多地鈣，鎂元素（“總硬度”）會有嚴重不良影響。
因而建議在水栽培中使用經(jīng)過預處理，或純化的水。而氯不會在這個應用造成很大影響，因為其高揮發(fā)性，一碰到空氣就蒸發(fā)。當營養(yǎng)液輸送到根部的時候，氯已經(jīng)揮發(fā)掉了。
大體上，可以將室內培育用的水分為3大類
· 1 類水可滿足所有要求。
· 2 類水可用于底土層或土壤， 但是不適合應用營養(yǎng)膜技術的作物。
· 3類水最差，甚至不能用于對鹽類敏感的作物。
水質分類
類別
電導率(Ms/cm)
鈉 (PPM)
氯化物(PPM)
硫酸鹽 (PPM)
1
0.5
30
50
100
2
0.5 - 1.0
30 - 60
50 - 100
100 - 200
3
1.0 - 1.5
60 - 90
100 - 150
200 - 300
有些水中的一些元素如鐵，鋅，鎂含量高，這種情況下，應考慮它們的影響。 應盡量避免水中有50ppm的鈉或者70ppm的氯，兩者一結合，濃度高達兩倍。不經(jīng)過純化/過濾，不能往這種水中添加營養(yǎng)液。水質對植物根區(qū)的平衡很重要。植物的根系和生長基就像是去除多余元素和不溶解物的過濾器， 這些不溶解物常出現(xiàn)在源水中，營養(yǎng)級別低，能聚集大量元素，甚至達到中毒的水平。
2. 溶離度試驗要求的水質如何？
溶離度試驗是一種測試口服固體劑型中的活性成分的溶解性，旨在確認特定標準下口服固體劑型的質量，并防止明顯的生物個體差異性。
用于溶離度試驗的水必須是USP級別的純水，同時需加入大量的緩沖液以模仿胃中的環(huán)境。
3. Elix 水是否可以用于植物組織培養(yǎng)方面的應用？
“植物組織培養(yǎng)”是指利用各種技術讓植物碎片在試管中生長、發(fā)育。 這些植物碎片可以大到1/4寸的葉子，也可以小到一個細胞。成功的組織培養(yǎng)在于某種已分化的植物細胞回到為分化植物細胞，并分裂繁殖的能力。這常常出現(xiàn)在受傷的植物的傷口。 傷口邊緣的細胞開始分裂，形成未分化的細胞群（愈傷組織細胞）。 在組織培養(yǎng)中，刺激愈傷組織細胞形成幼芽和根。
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總體上，這個過程包括用漂白粉對植物組織（根，莖，或者葉）進行消毒。用消毒水清洗這些組織，切成碎片，放置在培養(yǎng)基上。培養(yǎng)基包含有細胞分裂生長所需的所有礦物質、激素、維生素和糖類物質。 通過改變培養(yǎng)集中激素的數(shù)量和種類，愈傷組織細胞發(fā)育成幼芽和根。
所需水質：去離子水/蒸餾水
大多數(shù)的組織培養(yǎng)要求用蒸餾水。主要考慮到水的硬度（鈣，鎂含量）和細菌含量。
因而，Elix 水也可以用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基制備和組織清洗
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2．2 超純水應用
1． 低水質的水是怎樣影響電泳實驗的？
在電泳實驗中，水用來配制用以進行樣品分離的凝膠體。由于RNA酶能夠破壞待分離的RNA，所以，用來制備凝膠的水當中無RNA酶污染是絕對關鍵的。
另外，水還用來配制緩沖液。
2． 我使用注射用水（WFI）（小于500ppb）來做HPLC分析。我對結果很滿意，我為什么要用低TOC含量的水？
推薦的HPLC級水是低有機和無機污染物的水。流動相中的雜質，尤其是用于HPLC分析的純水中的雜質可能會導致幾個問題。在梯度運行中污染物會產(chǎn)生峰。這會導致峰的鑒定和量化困難。同時水中的污染物還能損壞柱子。當標準溶液用含有雜質的超純水配制時，樣品的鑒定和量化時就會不精確。
大量的研究顯示了水質在HPLC分析中的重要性， 要獲得高質量的基線，高純水的儲存是不恰當?shù)摹Ｔ絹碓蕉囔`敏的測試方法與水質緊密相連。
3． DEPC處理水是分子生物學應用中更好的選擇？
不是！！
RNA酶的活性能通過酶變性來抑制，方法有高壓滅菌；用DEPC使酶失活；通過超濾去除酶。
DEPC 是一種抑制溶液中RNA酶活性的常用方法。當酶用DEPC處理后，組氨酸12用來與DEPC反應使之不能再與RNA發(fā)生反應。酶永久失活，但是并未從溶液中除掉。
表：DEPC處理方法對水質的影響。
水
TOC(ppb)
電導率（μS/cm）
DEPC處理水-BIO 101
122800
2．9
無RNA酶水-Sigma
361
2．8
RNA 制備水-TAKARA
821
2．1
Milli-Q 水（用DEPC處理）
15700
3．4
Milli-Q系統(tǒng)+ UF柱
<15
0．055
DEPC水也許沒有RNA；但是其它污染物如離子和TOC含量高。眾所周知有機物能夠影響生物學實驗。另外，DEPC還可能致癌。
4． Milli-Q Biocel產(chǎn)水水質和DEPC水一樣好嗎？
RNA酶的活性可通過酶變性來抑制，通過高壓滅菌，基于抑制劑如DEPC處理的酶失活，通過超濾直接除去酶。
DEPC是一種常見的抑制溶液中RNA酶的方法。當酶用DEPC處理后，組氨酸12與DEPC反應使之不能再與RNA發(fā)生反應。酶永久失活，但是并未從溶液中除掉。
超濾是唯一能從溶液中除掉RNA酶的方法。Mill-Q Biocel用內置于ABS(acrylonitrile butadiene styrene polymer)中的聚砜超濾膜來除去酶，ABS幾乎不會向溶液中釋放離子和有
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機物，因此不會影響水質。在流速500mL/min下以兩個不同濃度(0.1ng/L,1ng/L)的RNA酶進行膜挑戰(zhàn)性實驗。結果顯示，所用的分子量為13000道爾頓的超濾柱能完全截留200L的濃度為0.1ng/L RNA酶A，在1ng/L濃度時，在處理100L后，能夠檢測到顯著的RNA酶A。
5． 細菌對HPLC相關應用有什么影響？
用含有細菌的水制備HPLC系統(tǒng)的流動相，會產(chǎn)生很多問題：
被色譜介質（指色譜柱——譯注）截留下來的細菌會增殖，造成阻塞。
細菌會附著在色譜微球表面，覆蓋住活性位點。
會造成洗脫時間發(fā)生變動。
截流下來的細菌代謝產(chǎn)生的有毒副產(chǎn)品會在分析過程中產(chǎn)生假峰，帶來錯誤的分析結果。
6． 什么是內分泌干擾物？它會如何干擾分子生物學實驗應用？應如何去除？
內分泌干擾物是一種合成的化學試劑，當被注入生命機體的時候，它們會模擬或者阻斷荷爾蒙的作用，干擾機體的正常生物功能。通過改變荷爾蒙水平、阻止或者促進荷爾蒙的分泌或者改變荷爾蒙在機體內部傳遞的途徑，從而影響和干擾這些荷爾蒙所控制的生物功能。以人類內分泌干擾物而知名的化學試劑包括：二乙基乙烯雌酚（雌二醇）、二氧（雜）芑、PCBs、DDT和其他殺蟲劑。
如今，很多科學家都在研究內分泌干擾物對人類和其他動物早期發(fā)育可能發(fā)生的影響。比如正在進行的關于殺蟲劑（二氧芑、DDT、阿特拉津等等）對內分泌系統(tǒng)損傷的研究。在這類研究應用中，所有的實驗用品中不含內分泌干擾品至關重要。
雙酚A是用來合成環(huán)氧樹脂和聚碳酸酯塑料的單體，在不完全聚合或者塑料老化的時候會溶出，能夠模擬雌激素功能。
酞酸酯是一大類增塑劑分子的通稱，通過調整添加量可以改變材料的硬度，也是一種內分泌干擾物。
實驗室中使用的水純化系統(tǒng)也有可能通過以下三種方式釋放雙酚A或者酞酸酯，從而成為內分泌干擾物的污染源：原水中含有這些有機物；純水系統(tǒng)生產(chǎn)材料溶出；以及純化介質溶出。最早的Millipak是由聚碳酸酯制造的，會有雙酚A和酞酸酯這樣的內分泌干擾物溶出，新型的Millipak Express則是由SAN材料制備，內分泌干擾物溶出量大大降低。
污染物
Millipak Durapore PVDF膜
Millipak Express PES膜
二氯甲烷
28
0.45
雙酚A
2.2
0.003
DEHP
0.04
0.04
GC-MS分析結果（單位：ppb） DEHP：聚二乙基己基間苯二酚
如果進一步需要無內分泌干擾物的實驗用水，可以購買EDS終端純化柱（貨號：CPSPEDS01）。這種EDS終端純化柱可以密封低溫保存3個月。
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7． 重金屬對細胞培養(yǎng)有什么影響？
答：很多實驗已經(jīng)證明了重金屬和聚合芳烴（PAH）的細胞毒素影響
存在于空氣，水和土壤中的環(huán)境化學污染物在很多方面影響著人類。汽車廢氣的燃燒所才產(chǎn)生的PAHs，和香煙影響內分泌系統(tǒng)。很多重金屬會導致腎衰竭，而汞能移動到大腦導致神經(jīng)衰弱。
在測試的12種重金屬（Al，Ge，Ca，Cu，Pb，Mg，Mn，鎳，錫，Zn，硒酸鹽和亞硒酸鹽）中有四種（Ca，Cu, 鎳和Zn）顯示了細胞毒性。即使只有1.5M的重金屬（Cd, Cu, Ni 和Zn），也能發(fā)現(xiàn)有細胞死亡。
因此，推薦使用無離子污染和無有機污染的水來做細胞培養(yǎng)。
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水質監(jiān)測相關問題
1. 什么是Type III, Type II and Type I 水?
根據(jù)水中污染物的類型， 許多國際組織將水質分為3類：Type I 水，Type II水，Type III水。 參數(shù)規(guī)格如下：
ASTM (美國材料測試協(xié)會)
參數(shù)
Type I
Type II
Type III
電阻率最小值( MΩ.cm 補償?shù)?25oC)
18.0
1.0
0.25
總有機碳 (ppb )
10
50
200
鈉, 最大值 ( ppb )
1
5
10
氯化物,最大值(ppb )
1
5
10
總硅, 最大值 (ppb )
3
3
500
最大細菌數(shù) (cfu/mL)
10/1000mL
10/100 mL
100/10mL
熱源,內毒素 /mL
<0.03
<0.25
NA
CAP (美國病理學會) NCCLS (美國國家臨床檢驗標準協(xié)會)
參數(shù)
Type I
Type II
Type III
最大細菌數(shù)(cfu/mL)
10
1000
NS
pH
NS
NS
5.0-8.0
最小電阻率 ( MΩ.cm@250C)
10
1.0
0.1
最大硅酸鹽值 ( mg/L SiO2 )
0.05
0.1
0.1
顆粒
0.22m filter
NS
NS
有機污染物
活性炭
NS
NS
2． 是否可以用Anatel A10 TOC檢測儀測試自來水中TOC含量？
不可以！
Anatel A10 TOC檢測器用紫外光氧化技術氧化TOC。這種技術需要相對純凈的水（至少5兆歐）。一定量的樣品在催化劑TiO2存在下被UV光氧化。然后比較最初的和最終的電導率，電導率之間的差異是由于UV氧化TOC引起的。通過復雜的運算法則使得電導率的測量能夠表達TOC的含量水平。
3． 我的超純水系統(tǒng)顯示電阻率為18.2兆歐，但TOC卻超過200ppb，為什么？
答：無離子而有高TOC含量的超純水是可能存在的。這可以很明顯的從下面的實驗中看出：往水中加入糖，TOC的含量增加而水的電阻率并不變化。
電阻率是描述水中離子水平的一種參數(shù)，而TOC指的是可以氧化的有機物。當然，如果加
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入離子化的有機分子，如乙酸，或甲酸，也可以改變水的電阻率。
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 0 50 100 150 200 250 300 350 400 TOC RES Time (min) TOC (ppb) / Resistivity x 10 (MΩ.cm)
4． 如何測量反滲透水的離子截流率？
離子截流率是產(chǎn)水中離子濃度和原水離子濃度之差與原水離子濃度的比值。
%截流率 = [ (Cf-Cp)/Cf] x 100
Cf = 原水濃度，Cp = 產(chǎn)水濃度
要想精確的測量截流百分比，需要在反滲透柱前后各安裝一個電導儀。前者測量原水的電導率，而后者（安裝在反滲透膜后面）則測量反滲透產(chǎn)水的電導率。
截流百分比的下降表明反滲透膜被污染了，建議此時適當?shù)那逑椿蛘吒鼡Q反滲透柱。
5． 在取樣檢測Elix產(chǎn)水中細菌的含量時，需要做什么準備工作？
檢查出水口是否放置在排水池中（通常情況下都會放置在這兒）。排水池最容易滋生細菌，并逆著排水的方向生長到出水口，從而污染所取的水樣。因此在取樣前需要用70%的酒精清洗出水口。
具體步驟如下：
用70%酒精消毒
取樣前放水1 L以上沖洗
使用手套
使用無菌型的吸量管等玻璃器皿
取樣點附近用燃氣火焰保護，防治空氣中的細菌污染水樣。
6． 為什么超純（Milli-Q）水是酸性的？
超純（Milli-Q）水不含任何離子而且中性。但是一旦超純水暴露在空氣中，它的純度會迅速下降。即便僅僅是幾分鐘，pH值都會明顯的下降。這是因為空氣中的二氧化碳會與水反應生成碳酸。
碳酸電離釋放出來的氫離子（H+）會降低水的pH值。這種反應非常迅速，暴露在空氣中的超純水電阻率會在60分鐘內從18.2MΩ.cm下降到4MΩ.cm。因此我們始終提倡Milli-Q水隨制隨用，而不用容器貯存。
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resistivity (MΩ.cm)10-20-40204060 80 100 Time
7． 如何測量超純水的pH值？
測量超純水的pH值需要特殊的條件。由于性質比較特別，超純水被稱為世界上最強力的溶劑。水的化學式是一個氧分子加兩個氫原子，無色無味。由于絕對的純水能夠溶解任何接觸到物質，因此它絕對的純度是不可能保持的。由于超純水沒有任何緩沖能力（即在溶解其他物質的同時保持自身的pH值），因此最微小的污染也會改變它的pH值。
純水是一種優(yōu)良的絕緣體，因此在測量pH值的時候很難讓pH計的測量電極和參比電極之間導通。這樣在測量用的電極電路中產(chǎn)生極高的電阻，會使得測量的電信號噪聲變大，電極的反應變慢，并產(chǎn)生靜電雙電層（static buildup）。這種靜電雙電層在純水流經(jīng)塑料管路時很常見。它產(chǎn)生的電場會使得測量得到的電阻比實際值要大。這樣測量得到的pH數(shù)值是錯誤的。
測量超純水的pH計需要用特殊的電極，它接一個金屬的、接地的附件。通過接地，增大了整個電路的電容，從而降低了電信號噪聲。同時由于接地分流了電荷，使得測量信號的穩(wěn)定時間增大，也在某種程度上降低了靜電雙電層的強度。電極的附件還包括凝膠裝填的參比電極或者流動的聯(lián)結點，這可以在測量pH值得時候快速的在連接點兩側建立電位平衡。流過聯(lián)結點的電解液偶爾會阻塞聯(lián)結點。將整個測量電路放置在配件旁邊，可以讓代測樣品的電荷釋放掉，從而保持測量電極承受的壓力穩(wěn)定。這同樣能夠解決樣品被KCl電解液污染的問題。
8． 二氧化碳對超純水的pH值有什么影響？
超純水（Milli-Q水）不含任何離子而且中性。但是一旦超純水暴露在空氣中，它的純度會迅速下降。即便僅僅是幾分鐘，pH值都會明顯的下降。這是因為空氣中的二氧化碳會與水反應生成碳酸。
resistivity (MΩ .cm) 10- 20- 4020406080100Time
CO2 + H2O = H2CO3
H2CO3 = H+ + HCO3-
HCO3- = H+ + CO32-
碳酸電離釋放出來的氫離子（H+）會降低水的pH值。這種反應非常迅速，暴露在空氣中的超
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純水電阻率會在60分鐘內從18.2MΩ.cm下降到4MΩ.cm。
因此我們始終提倡Milli-Q水隨制隨用，而不用容器貯存。
9． 硅是否會影響超純水的電阻率？
在離子交換樹脂接近耗盡的時候，硅離子是最先穿過樹脂柱的離子。在標準配置純化柱的情況下，在電阻率明顯下降（表明純化柱被耗盡）之前硅和硼都能夠在產(chǎn)水中檢測到。在純化柱將被耗盡的最后時刻，大量的硅會在短時間內溶出到產(chǎn)水中。在這種情形下，盡管純化水含有濃度很高的硅，但是電阻率——代表水質——卻顯示水質可以接受。
這種硅的溶出是因為混床離子交換樹脂功效已經(jīng)很低了，硅從樹脂中溶出表明更換離子交換樹脂的時候到了。
10． 怎樣測量超純水中熱源的含量？
答：Millipore用終點發(fā)光測試法測量超純水中熱源的含量，這種方法簡單，重現(xiàn)性好，它是把試劑和試樣混合然后檢測出現(xiàn)的黃光的強度。利用光度計測試終點發(fā)光測試：顏色的強度和樣品中的內毒素含量直接相關。這種測試方法的靈敏度可達到0.001EU/ml。
樣品同LAL試劑和顯色試劑底物相混合經(jīng)過短時間（16min）的孵化，用測量范圍在405nm-410nm的分光光度計或平板讀數(shù)器測量。
生物學法則：細菌內毒素使鱟變形細胞溶液中的酶原開始活化，鱟變形細胞溶使血凝中的組氨酸斷開產(chǎn)生不透明性。在無色底物（S-2423）它很快催化發(fā)色體的分裂物，p-硝基苯胺。p-硝基苯胺產(chǎn)生的黃光可以在405-410nm能被光度計測量。
內毒素
酶原----------------------酶
酶
底物----------------------組氨酸+ p-硝基苯胺
通過終點發(fā)色技術進行內毒素測試依賴于內毒素濃度和顏色變化的直接關系。
11． Millipore的水純化鏈是怎樣驗證熱源含量水平的？
答：一種最有效的方法就是通過LAL測試來測量內毒素的含量。LAL---鱟變形細胞溶液是鱟血液中的蛋白。當這種試劑與內毒素相結合時會形成復雜的凝膠狀化合物。
在反應終點時-發(fā)色體LAL測試用一種染料來檢測凝膠的形成。在紫外光下測得的染色強度與形成的凝膠成比例。這種方法能夠準確地測試水中熱源的含量。終點發(fā)色體LAL測試方法的靈敏度是0.001EU/mL。
Milli-Q系統(tǒng)中的超濾柱通過了一個寬濃度范圍的嚴格效率測試。
若內毒素挑戰(zhàn)范圍為22到22000EU/mL，Pyrogard的LRV（對數(shù)遞減值）在5.65-7.6之間。
LRV=log(進水的內毒素含量/產(chǎn)水的內毒素含量)
Pyrogen 挑戰(zhàn)性測試示意圖 24
Milli-Q UF 熱源挑戰(zhàn)溶液 Pump
Pyrogard 5000 UF柱 熱源去除效果 樣挑戰(zhàn)液 UF膜透過LRV 442 44,20442 44,20ABS003L ABS003H ABS004L ABS004H 0.001 < 0.001 <0.0011 0.0048 5.657.655.61 6.97
13． 電阻池以及系統(tǒng)與水接觸的部件會不會滋生細菌？
細菌在這些與水接觸的部件上繁殖的條件是這里有“死角”或者粗糙的表面。
如果電阻儀不是用316L拋光不銹鋼生產(chǎn)，而是用相對便宜、邊角粗糙的材料生產(chǎn)，細菌就會在這些粗糙的表面附著并繁殖。
在傳統(tǒng)的棒狀電阻儀中，電阻池呈“T”型。如圖所示，水橫向流過，被測量電阻率的水則滯留在電阻池的“死角”中。這一區(qū)域將滋生細菌。
Tee Stagnant Water Cell Flowing Water
Support blockThermistorElectrodes
Millipore重新優(yōu)化設計了專用的電阻池，從而避免了“死角”的產(chǎn)生和水樣的滯留。
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14. 細菌會引起水中TOC水平的升高嗎？
無論是活著的細菌還是死細菌都攜帶有結構復雜的有機分子，大量的這樣的有機分子會對實驗條件造成影響。細菌的數(shù)量如果上了百萬，TOC水平就很可觀了。
15． 殺滅細菌的最有效方法是什么？
有多種消毒試劑和方法可供選擇。他們可以大致分為兩大類：
化學方法：臭氧、氯、酒精、去垢劑等等
物理方法：加熱、滲透壓、輻射和過濾
氯處理是殺滅水中細菌最有效的方法之一。氯和水反應會生成次氯酸：
CL2 + H20 = HOCl + H+ + Cl-
低pH值更有利于次氯酸的生成。在pH較高的時候，次氯酸會解離出次氯酸根離子：
HOCl = OCl- + H+
次氯酸具有極強的殺菌作用。它能夠通過穿透細菌的細胞壁從而瓦解細胞。次氯酸根離子的氧化能力是次氯酸的100倍，因此pH過高不利于殺菌（因為次氯酸根會被很快還原，來不及殺滅細菌）。
等效的殺菌方法還包括臭氧處理以及紫外光氧化。
紫外光氧化：
細菌的DNA暴露在紫外輻射之下會被改性。這一過程不可逆。最有效的殺菌波長在265nm左右，這是因為這一波長的紫外光能量最易被像胸腺嘧啶和胞嘧啶這樣的嘧啶堿基所吸收。細菌的DNA非常容易被紫外輻射照射到，從而整個細菌都會失活。紫外燈使細菌失活的功率取決于紫外燈的類型和照射時間，同時和水通過紫外燈的駐留時間以及流速相關。 100% 80% 60% 40% 20% 0% 240 260 280 300
254nm
臭氧處理：臭氧是一種有效的殺菌劑。和化學處理（比如氯處理）不同，臭氧處理不會產(chǎn)生任何化學殘留物，因此不會有任何有害的副作用。氧化細菌和其他化學藥劑后，臭氧會在20分鐘內自行消解，分解為純氧氣。這種方法成功的應用于無菌水的生產(chǎn)。
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16． 如何用紫外燈最大限度的殺滅細菌？
使不同的微生物失活需要的紫外劑量是不同的。比如破壞細菌的DNA就比讓孢子失活要容易。系統(tǒng)殺滅細菌的效率取決于紫外燈的種類、功率、照射時間、水通過紫外燈的駐留時間以及流速。
比如殺滅大腸埃希氏菌（Escherichia coli）和假單胞綠銅菌（Pseudomonas aeruginosa）分析需要6600和10500W.S/cm2的紫外劑量。當水系統(tǒng)配備一款6W、7cm、254nm的紫外燈，流速固定在10L/h，在石英燈壁上測得的能量損耗為4.08mW/cm2，這樣落實在細菌上的紫外燈劑量則為37600W.s/cm2，這樣的功率輸出可以保證99.9%的使上述兩種細菌失活。
微生物
紫外劑量（W.s/cm2）
微生物
紫外劑量（W.s/cm2）
Bacillus anthracis
8700
Molds
Bacillus subtilis
11000
Aspergillus flavus
99000
Clostridium tetani
23100
Oospora lactis
11000
Corynebacterium diphtheria
6500
Penicillium chrysogenum
56000
Eberthella typhosa
4100
Rhizopus nigricans
220000
Escherichia coli
6600
Protozoa
Mycobacterium tuberculosis
10000
Blue green algae
420000
Salmonella paratyphi
6100
Giardia lamblia
100000
Salmonella typhi
7000
Paramecium
200000
Serratia marcescens
6160
Nematode eggs
40000
Staphylococcus aureus
6600
Viruses
Vibrio cholerae
6500
Bacteriophage
6600
Streptococcus pyrogens
4200
Influenza
6600
Shigella dysenteriae
4200
Tobacco Mosaic Virus
440000
Pseudomonas aeruginosa
10500
Yeasts
Proteus vulgaris
6600
Baker’s Yeast
8800
Rhodospirillum rubrum
6200
Saccharomyces cervisiae
13200
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