实验用水所要求的纯度

实验用水所要求的纯度

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。

实验室常见的水的种类

1、蒸馏水（Distilled Water ）：

实验室zui常用的一种纯水，虽设备便宜，但极其耗能和费水且速度慢，应用会逐渐减少。蒸馏水能去除自来水内大部分的污染物，但挥发性的杂质无法去除，如二氧化 碳、氨、二氧化硅以及一些有机物。新鲜的蒸馏水是无菌的，但储存后细菌易繁殖；此外，储存的容器也很讲究，若是非惰性的物质，离子和容器的塑形物质会析出造成二次污染。

2、去离子水（Deionized Water ）：

应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子，但水中仍然存在可溶性的有机物，可以污染离子交换柱从而降低其功效，去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。

3、反渗水（Reverse osmosis Water）：

其生成的原理是水分子在压力的作用下，通过反渗透膜成为纯水，水中的杂质被反渗透膜截留排出。反渗水克服了蒸馏水和去离子水的许多缺点，利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体，细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质，但不同厂家生产的反渗透膜对反渗水的质量影响很大。

4、超纯水（Ultra-pure grade water）：

其标准是水电阻率为18.2MΩ-cm。但超纯水在TOC、细菌、内毒素等指标方面并不相同，要根据实验的要求来确定，如细胞培养则对细菌和内毒素有要求，而HPLC则要求TOC低。

1、电阻率（electrical resistivity）：

衡量实验室用水导电性能的指标，单位为MΩ-cm，随着水内无机离子的减少电阻加大则数值逐渐变大，实验室超纯水的标准：电阻率为18.2MΩ-cm。

2、总有机碳（Total Organic Carbon ，TOC）：

水中碳的的浓度，反映水中氧化的有机化合物的含量，单位为ppm 或 ppb。 )

3、内毒素（Endotoxin）：

革兰氏阴性细菌的脂多糖细胞壁碎片，又称之为“热原”，单位cuf/ml。

按照GB6682-2008的标准，纯水水质分为哪几类？

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。 一级水用于严格要求的试验，包括对悬浮颗粒有要求的实验。如高压液相色谱分析用水。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。 二级水用于无机痕量分析、病毒免疫等试验，如原子吸收光谱分析。

二级水可用多次蒸馏或超纯水制备装置制取。

三级水用于一般化学分析和生化检验试验，可用蒸馏或离子交换等方法制取。

具体技术指标如下：

不同级别纯水的应用领域各有哪些？

中国药典医药用水标准

目前纯水主要应用在两大领域：一、生命科学领域、分析和常规应用领域。

生命科学应用方面，主要有：细菌细胞培养、临床生物化学、电泳、电生理学、酶联免疫吸附分模拟题、内毒素分模拟题、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。

分析和常规应用方面，主要有：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、超纯水系统代水、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）、液相色谱（HPLC）、液质联用（LPLC-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。

对水的纯度要求高的几个主要应用

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zui严格灵敏的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zui高的超纯水，甚至需要在无尘室中操作。

随着科技的发展，越来越多的应用开始要求使用纯度高的超纯水。

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。zui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zui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阴率18.2MΩ-cm ,非常低的TOC，一般指标小于3ppb。

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*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，zui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。

电泳：电泳用水zui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。zui好用电阻率8.2MΩ-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zui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道尔互联网的超滤膜），而且可以结合UV等进行光氧化。

图为不同HPLC用水在UV 210 nm下获得的空白色谱图。

以色谱方法实验用水为例，乳制品食品安全国家标准中涉及HPLC或GC的方法都要求使用GB/T6682规定的一级水，由于离子水、蒸馏水及瓶装水（如哇哈哈、乐百氏等）不符合GB/T6682规定一级水的指标要求，根据国标这类水不能用于乳制品相关检验项目的实验！

为何国标会有如此高的要求？

通过对去离子水、重蒸馏水和超纯水进行实验比较，可找到合理解释。如上图所示，去离子水和重蒸水的使用会出现不同程度的杂峰，影响目标物的定性定量检测，而超纯水可获得非常理想的色谱基线。此外，去离子水和蒸馏水还具有水质参数不一致，批间差异大，没有指标溯源性等缺点，无法估计其产生的影响，对检验结果构成潜在的严重威胁。除了对结果的影响，去离子水和蒸馏水中残留的大量污染物尤其是颗粒和有机物还会对色谱柱和色谱仪器造成损害，缩短色谱柱和仪器的使用寿命。

超纯水机四级纯化过程

初级纯化：将自来水中的各类杂质进行初级处理，将悬浮物、大的颗粒物、泥砂和氧化性物质去除，保护和优化二级纯化;

二级纯化：利用反渗透膜对水中的离子物质和大分子物质，病毒、微生物、细菌等有机物进行截留性去除;除盐率为99%;

三级纯化：采用特有的纯化柱和超纯化柱，对经过膜去除后残余的微少离子物进行纯化和超纯化，使水中的离子水平降低到痕量水平;

四级纯化：采用UV、超滤和微滤技术对三级纯化后的纯水进行有机物的去除，确保水中的微生物、有机物、TOC和热源、内毒素满足。

实验中的用水，由于实验目的不同对水质各有一定的要求,如仪器的洗涤、溶液的配制，以及大量的化学反应和分析及生物组织培养，对水质的要求都有所不同。所以在明确所需要使用的分析仪器之后，需要对仪器所用的分析用水进行各项参数的确认，未达到标准的实验用水会对后续的分析结果有直接的影响。另：实验用水细菌污染的现象在国内实验室已十分普遍，多了解实验室用水的纯度要求，贮存注意事项，有利于确保实验数据的可参照性。