纯水超纯水在实验室中的应用分析与机型选配学习教案

1、会计学1纯水超纯水在实验室中的应用分析纯水超纯水在实验室中的应用分析(fnx)与机型选配与机型选配第一页，共42页。第1页/共41页第二页，共42页。第2页/共41页第三页，共42页。水质的影响离子(lz)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第3页/共41页第四页，共42页。纯水需求：二级高纯水（电阻率5 M.cm25；TOC30ppb；细菌(xjn) 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：纯水

2、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主要对比参数Elix Advantage 5 二级二级水系统水系统石英双重蒸馏水器石英双重蒸馏水器桶桶/ /瓶装水瓶装水 使用使用成本成本核算核算每升纯水的电费每升纯水的电费每升纯水的水费每升纯水的水费 设备成本（平均设备成本（平均到每升水）到每升水）年消耗品年消耗品 （0.1500.150度度/ /小时小时0.50.5元元

3、/ /度）度）/ 5/ 5升升/ /小时小时0.0150.015元元/ /升升5 5升升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/ /小时小时0.50.5元元/ /度）度）/1.5/1.5升升/ /小时小时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）

4、年）/3000/3000升升=0.333=0.333元元/ /升升0 0(4.5(4.5度度/ /小时小时0.50.5元元/ /度度)/5)/5升升/ /小时小时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安全性安全性常温、通过常温、通过 CEFCCcUL认证、自动控制无需看认证、自动控制无需看护、故障自动报警护、故障自动报警高温、定期强酸清洁、高温、定期强酸清洁、专人看护防过热专人看护防过热人工搬运、取水器污人工搬

5、运、取水器污染、启封后污染染、启封后污染总成本总成本0.015+0.0175+0.75+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、移动取水手面板控制、移动取水手柄、柄、预热、水桶接水、冷却预热、水桶接水、冷却容器接水、分装容器接水、分装水质水质实时监控、稳定满足实时监控、稳定满足ASTM等标准中二级水标等标准中二级水标准和实验室认证认可需准和实验室认证认可需求求随进水源波动，无水质随进水源波动，无水质标准、无法认可标准、无法认可无水质标准、启用后无水质标准、启用后污染、无法认可污染

6、、无法认可第4页/共41页第五页，共42页。E-PODFlexible Water Delivery 3 E-PODs E-PODE-PODElix Advantage3,5,10,15 L/hTank 30,60,100 LElix Advantage纯水系统纯水系统(xtng)TOC5M.cm细菌(xjn)0.1cfu/ml颗粒（0.22m)1个/ml二级高纯水第5页/共41页第六页，共42页。TapProgard预处理柱RO反渗透膜EDI (Elix) 模块254 nm紫外灯PE水箱E-POD镀银活性炭、抗结垢剂、0.51m深层滤网设计，满足严苛进水条件（SDI12;电导率2000S/c

7、m25） 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纯水系统纯水系统(xtng)流流路特点路特点Elix Advantage纯水系统纯水系统(xtng)流流路特点路特点第6页/共41页第七页，共42页。ROFlowFeed water CT effectP effectResult 第7页/共41页第八页，共42页。ACACN

8、a+Na+Na+Na+H+H+OH-OH-Cl-Na+Cl-Cl-Cl-Cl-+废水二级纯水RO Feed Water环保高效稳定无需(wx)再生运行费用低无需(wx)软化剂使用寿命长第8页/共41页第九页，共42页。第9页/共41页第十页，共42页。Water Source双蒸水双蒸水去离子水去离子水饮用瓶饮用瓶/桶装水桶装水ASTM一级水一级水Merck Millipore超纯水超纯水TOC (ppb)50100几百几百50100505电阻率（电阻率（M.cm）118.20.518.218.2Merck Millipore超纯水双蒸水瓶装水去离子水ESI + from 200 to 600

9、 m/z同时满足同时满足TOC5ppb & TOC5ppb & 电阻率电阻率=18.2 M.cm=18.2 M.cm的超纯水才能确保的超纯水才能确保LC-MSLC-MS对痕量对痕量(hn (hn lin)lin)（ppbppb级别）有机物的测量需求级别）有机物的测量需求第10页/共41页第十一页，共42页。反相色谱柱中的固定(gdng)相表面固定(gdng)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(fnx)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水中有机污染物对反相色谱柱影响的原理第11页/共41页第十二页，共42页。00.511.5

10、22.502468101214161820Retention Tim e (m in)Intensity (m V)Retention time (min)Intensity (mV)流动流动(lidng)相水质对色谱柱柱效和柱寿命的影响相水质对色谱柱柱效和柱寿命的影响第第 1 次进样次进样第第1950次进样次进样使用使用(shyng)瓶装水瓶装水-0.50.51.52.53.54.502468101214161820Retention Tim e (m in)Intensity (m V)Retention time (min)Intensity (mV) 使用DNA分离柱分析不同长度的寡核

11、苷酸，以Merck Millipore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。使用使用Merck Millipore超纯水超纯水第第6400次进样次进样第12页/共41页第十三页，共42页。Ultrapure water 20 ppbUltrapure water 13 ppbUltrapure water 9 ppbUltrapure water 5 ppbUltrapure water 2 ppbConditionsWater samples :60 mL trace enrichment by accumuluation on C18 col

12、umn 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第13页/共41页第十四页，共42页。Mabic S., Regnault C., Krol J. The misunderstood laboratory solvent

13、: reagent water for HPLC”. LCGC North America 2005, 23 (1), 74-82.Water: Ultrapure water, 18.2 M.cm, 3 ppb TOC每小时采集一次基线(jxin)的信号！Water: 10 M.cm, approximately 200 ppb TOC 第14页/共41页第十五页，共42页。离离 子子有机物有机物细细 菌菌颗粒物颗粒物u降低色谱(s p)柱的柱效，严重减短色谱(s p)柱寿命u与待分析物相结合或反应，影响保留时间u基线漂移、提高背景噪音、杂峰、峰型劣化u影响检出限、重现性、痕量分析（ppb-

14、ppt）u 离子遇有机试剂形成结晶盐，堵塞管路磨损泵u离子造成质谱检测出现离子加合峰u 离子与待分析物结合改变质荷比u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0.22m 的颗粒1个电阻率u堵塞色谱柱，裂解产生有机物和离子污染u形成菌膜，持续增殖并产生有机分泌物u堵塞管路和色谱柱，造成柱内涡流u磨损色谱泵和进样器u释放表面吸附的各种有机物和离子u污染进样口和质谱第15页/共41页第十六页，共42页。一级超纯水第16页/共41页第十七页，共42页。Q-PODTOC185/254 nm双波长紫外灯Quantum精纯化柱Q-G

15、ard预纯化柱POD- Pak电阻率计TOC检测仪MILLIPOREMILLIPORE循环(xnhun)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使用第17页/共41页第十八页，共42页。温溶解苯乙烯），高效(o xio)吸附小分子有机物，极低离子析出n3、适应不同进水条件的Q-Gard和不同应用需求的QuantumQ-gard纯

16、化(chn hu)柱Quantum精纯化柱人造活性炭离子交换树脂第18页/共41页第十九页，共42页。n2、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(ynghu)能力双波长(bchng)紫外灯第19页/共41页第二十页，共42页。UV 254 nm第20页/共41页第二十一页，共42页。100%80%60%40%20%0%240 260280300320254nm相对(xingdu)影响UV灯波长(bchng) (nm)3 O22 O 32 O 2+2 O *UV (185 )UV (254)4 OH *UV (254)H O22 O 2+2 H O 22CH OH3

17、+2 OH *HCHO+2 H O 2HCOOH +H O22 OH *2 OH *+CO22 H O 2紫外杀菌原理紫外杀菌原理有机物去除原理有机物去除原理第21页/共41页第二十二页，共42页。的情况下方能正常工作出厂校验证书第22页/共41页第二十三页，共42页。普通电导率仪普通电导率仪密理博专用电导率仪密理博专用电导率仪电池常数(L/S)=V/ (I.L/S)0.1 cm-1 0.01cm-1 电极设计特点 l 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l 同心套筒电极 更小的电极距离L和更大的电极

18、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 0.1C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第23页/共41页第二十四页，共42页。VOC-Pak去除(q ch)挥发性有机物EDS-Pak内分泌干扰(gnro)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根据专业需求选择不同的终端精制器Element POD超痕量元素分析Cool!第24页/共41

19、页第二十五页，共42页。第25页/共41页第二十六页，共42页。纯水的重要性：纯水的重要性：1、超纯水中的痕量离子水平(电阻率18.2M.cm)确保目标物的检测不受干扰，并且降低仪器的检测背景2、水中的有机物会对离子色谱的离子交换树脂形成包被，从而使离子交换作用减弱并降低离子交换柱的寿命3、水中的颗粒、胶体不仅会在仪器内释放吸附的离子；还会造成色谱柱堵塞或形成涡流，造成局部液体流动受阻，影响离子交换作用的均衡性和稳定性4、水中的微生物会利用水中的有机物作为营养在仪器的管道内生长和增殖并持续释放代谢物，从而带来更多的微生物，有机物，离子的多重污染表面(biomin)被氧化物和有机物包覆的阴离子树

20、脂表面被油脂包覆的阴离子树脂第26页/共41页第二十七页，共42页。纯水的重要性：纯水的重要性：1、确保目标物的检测不受干扰（ppb-ppt），并且降低仪器的检测背景，减少进样口和质谱的污染2、水中的颗粒物、胶体会在仪器内缓慢释放出各种鳌合的金属离子，从而对目标离子的检测造成波动 3、水中的微生物会利用水中的有机物作为营养在仪器的管道内生长和增殖，而且微生物体内也含有大量的金属离子，也会对目标离子的检测造成波动 4、使用超纯水对实验容器进行清洗和润洗确保容器不会滞留金属污染物第27页/共41页第二十八页，共42页。ppmppbpptppqMilli-Q AdvantageMilli-Q Int

21、egralMilli-Q ReferenceQ-POD ElementICP-MSClass 100Class 10FAASICP-OESGFAAILC超痕量(hn lin)元素分析第28页/共41页第二十九页，共42页。Quantum ICPOptimizer LW Final FilterPOD BaseP0DC0VER1 protection against agressive chemicalsTubing for Water DeliveryOutlet Solenoid ValveWater to loop (outet)Water from loop (inlet)第29页/共4

22、1页第三十页，共42页。3124576第30页/共41页第三十一页，共42页。第31页/共41页第三十二页，共42页。子会影响DNA聚合酶作用无外源DNA影响复制(fzh)效果或造成复制(fzh)错误无微生物&核酸酶污染低有机物含量，特别是腐殖酸和棕黄酸 ，防止有机物与 DNA的缔合或者干扰酶逆转录逆转录 PCRRT RT 裂解裂解缓冲溶液缓冲溶液凝胶电泳凝胶电泳 cDNADNA需要满足的条件需要满足的条件：最佳水质最佳水质：TOC(TOC(总有机碳总有机碳)5ppb)5ppb电阻率电阻率=18.2=18.2 M.cm细菌细菌0.1cfu/mlRNases0.01g/mlDNasesD

23、Nases4pg/ml超纯水结果最接近理想曲线核酸酶作用引致的差异 核酸酶、有机物、离子引致的差异 大量的各种污染物引致实验失败第32页/共41页第三十三页，共42页。经超滤一级超纯水经超滤一级超纯水配制配制(pizh)的胶体的胶体&buffer纯水中的核酸酶在电泳过程的降解作用纯水中离子、有机物、颗粒对泳动速度(sd)和分离效果的影响纯水中微生物引入的多种污染物的综合影响电泳水质需求电阻率=18.2 M.cmTOC(总有机碳)5ppbRNases0.01ng/mlDNases4pg/l一级超纯水配制的一级超纯水配制的胶体胶体&buffer UFUP UP Tab自来水配制自来

24、水配制 的胶体的胶体&buffer第33页/共41页第三十四页，共42页。瓶装水Milli-Q 水 影响分析影响分析水质保障水质保障水质对染色信号和分辨率影响很大TOC(TOC(总有机碳总有机碳)5ppb)5ppb电阻率电阻率=18.2=18.2 M.cm细菌细菌0.1cfu/ml离子在蛋白质结晶过程和质谱分析中发生络合反应，干扰实验进程有机污染物增加质谱分析中的背景 瓶装水体系瓶装水体系(tx)发发现现206个检测个检测超纯水发现超纯水发现407个个检测点，而且检测点，而且(r qi)更灵敏更灵敏 第34页/共41页第三十五页，共42页。10TM3TR-1M2RCell Number x 105Tap waterDistilledMill-Q UFCounting on day 4, n = 3Log scaleTM3: mouse Leydig cellsTR-1: rat endothelial cellsM2R: mouse melanoma cells123 神经干细胞培养(piyng)经超滤的一级超纯水无超滤的一级超纯水二级纯水去离子处理 脑细胞培养1.经超滤的一级超纯水2.无超滤的一级超纯水3.二级纯水去离子处理123细胞培养用水重点！超滤去除痕量核酸酶和热原超纯水确保有机物、离子、微生物的有效去除第35页/共41