自来水监测项目对实验纯水的要求-2013 June

1、自来自来水监测项目水监测项目对对实验纯水实验纯水的要求的要求 与与默克默克密密理博全面纯水解决方案理博全面纯水解决方案 默克密理博默克密理博 实验室纯水部实验室纯水部 自来水监测项目对实验用水的要求 分析实验常见的水质影响问题 水质污染问题的成因及导致的结果 默克密理博的自来水检测实验室用水解决方案主要内容主要内容为什么水在实验前处理过程中如此重要为什么水在实验前处理过程中如此重要? 非常好的溶剂,大量,易得,无毒 直接参与实验反应 良好的热传导性 是实验市中使用最多的是实验市中使用最多的试剂试剂 实际水中存在污染 水的纯度是不稳定的 将极大的影响实验的正常进行和结果将极大的影响实验的正常进行

2、和结果+ 污染物现实中的水=分析实验室检测仪器设备日新月异分析实验室检测仪器设备日新月异科技发展科技发展新的分析实验标准颁布新的分析实验标准颁布更多先进仪器应用更多先进仪器应用离子色谱液相色谱原子吸收光谱l随着分析仪器精度随着分析仪器精度,灵敏度的大幅提高灵敏度的大幅提高, 对实验室用水提出了更高的要求对实验室用水提出了更高的要求l水质的优劣直接关系到实验结果的准确和分析仪器正常运转与否水质的优劣直接关系到实验结果的准确和分析仪器正常运转与否ICP-AES分析实验检测用水分析实验检测用水各类实验检测方法中用到的实验用水 “总有机碳检查用水” 1S/cm；100 ppb “离子色谱实验用水” “

3、制备洗脱液的去离子水应经过纯化处理，电阻率一般大于18.2M；样品前处理需要0.45m 滤膜过滤后直接进样分析” “ICP-MS实验用水” 所用水应为去离子水（电阻率应不小于18M） ICP-AES 试验用水应为去离子水（电导率应小于0.056S/cm） “HPLC实验用水” 超纯水（Toc10ppb） “LC-MS实验用水”分分析实析实验中常验中常见的水质影响问题见的水质影响问题基线基线( (baselinebaseline) )不不稳定稳定问题：基线不稳定会使定量分析难以进行灵敏度降低灵敏度降低有机杂质与分析物竞争与固定相的活性区(active sites), 使原本该结合的样品分子流出,

4、导致波峰高度降低, 积分面積減少及減少分析結果的灵敏度.寄生波峰寄生波峰parasite peaksparasite peaks问题: 何者才是正确的带分析分子？ n 4 或 n 5 ? n 4n 4n 5误判重叠峰值误判重叠峰值保留时间改变保留时间改变问题: 上下圈还是相同的波峰么? 并且是相同的分子吗?解析度降低解析度降低D:New Folderlebaishi8/1/2006 11:31:51 AMhunanRT: 0.00 - 0.520.00.20.4Time (min)05000100001500020000250003000035000Intensity0.040.490.150

5、.330.26NL:3.73E4TIC MS customeRT: 0.00 - 0.540.00.20.4Time (min)0100002000030000400005000060000700008000090000Intensity0.260.350.430.16NL:9.50E4TIC MS miliRT: 0.00 - 0.700.00.20.40.6Time (min)0100002000030000400005000060000Intensity0.390.450.510.070.150.56NL:6.30E4TIC MS lebaishicustome #1-16 RT: 0.

6、00-0.52 AV: 16 NL: 2.43E3T: ITMS + c ESI Full ms 100.00-2000.00500100015002000m/z0500100015002000Intensity391.36536.13603.481221.921521.97mili #1-34 RT: 0.00-0.54 AV: 34 NL: 6.69E3T: ITMS + c ESI Full ms 100.00-2000.00500100015002000m/z0100020003000400050006000Intensity391.27536.07610.021221.921521.

7、96lebaishi #1-35 RT: 0.00-0.70 AV: 35 NL: 3.95E3T: ITMS + c ESI Full ms 100.00-2000.00500100015002000m/z0500100015002000250030003500Intensity391.30536.09610.051221.931521.94质谱质谱Buffers Prepared with Standard Ultrapure Polisher用超纯水配制的缓冲液 Method: Transition metal analysis using dynamically coated reve

8、rse phase method with trace enrichment Column: Waters Delta Pak C (5mm) Eluent: 2 mM sodium octane sulfonate/ 50 mM tartaric acid/ 2% acetonitrile; pH 3.4 NaOH Flow rate: 1.0 ml/min Detection: Post-column derivatization with PAR Detector: Waters M484 UV/visible at 520 nm Injection Volume: 100mLx 10

9、minutesx 10 voltsPb2+Zn2+Ni2+Co2+Fe2+Mn2+0.51.01.52.08.06.04.02.0离离子色谱子色谱色谱柱堵塞色谱柱堵塞原因探讨原因探讨水中的污染物水中的污染物 颗粒 离子 有机物 微生物 气体 H H H-C-C-OH H H颗粒颗粒 阻塞过滤系统 损坏泵系统 吸附电荷影响离子浓度 折射光线影响判读 提供细菌滋生载体自来水中常见的盐自来水中常见的盐阴离子阳离子Na+Ca+ +Al+ + +Mn+ +Fe+ +Pb+COCl-NO3-4PO-SO4-3-ClO-SiO4Si2O7.SiO2热原热原 和和 RNA 酶酶热原也称为内毒素革兰氏阴性菌细胞

10、壁分泌多糖刺激免疫系统产生发热高压灭菌180度 4小时去除RNA酶主要作用是裂解RNA RNA酶无处不在对高温酸碱都有耐受性可保持活性数周细胞培养,分子生物学类实验非常容易受到影响细菌细菌 活的细胞并有生长繁殖能力 直径0.27 m 到3.0 m 病毒 0.04 m 到0.1 m 水源,空气,人体都带菌 细菌本身影响生物学实验 裂解释放热原,酶等多种物质 产生菌膜持续释放污染物 堵塞仪器通道Pseudomonas aeruginosaStreptococcus pyogenes气体气体 影响水的离子浓度和PH值 直接参与反应 影响水有效体积 影响光学测定结果 损耗仪器氧气氯气二氧化碳氡有机物有

11、机物干扰有机分析的背景微生物滋生的营养物质包住去离子用的树脂需要关注的特殊有机物 热原 和 RNA酶自然的和人造的水中水中TOC与色谱柱使用寿命的关系与色谱柱使用寿命的关系Number of injections 1235 408 2103 2167 555 10685 DNASep Column 1 2 3 4 5 6 Water source Bottled HPLC, brand A Bottled HPLC, brand B Bottled HPLC, brand C Bottled HPLC, brand D Bottled HPLC, brand E Milli -Q Gradie

12、nt - sOrganics a TOC(ppb) 32 777 87 16 100 4 Why Care About TOC Level in LC ?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 column at 1 mL/minColumn :C18 SymetryWaters,

13、 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对灵敏度的影响对灵敏度的影响: : 维生素维生素C C分析分析(Ascorbic(Ascorbic Acid Acid) )(1)(1)50picomolesascorbicacid in a 10microliterinjectionvolume100p

14、icomolesascorbicacid in a 10microliterinjectionvolumeNegative dipConventional CartridgeBased Polishing SystemMilli -Q UV Plus Water SystemAnalysis Protocol3 micron C18 columnCoulometric detectorMobile phase:0.05 M sodium phosphate /0.05 M sodium acetate /0.189 mM dodecyltrimethyl ammonium chloride /

15、3.66 mM tetractylammonium bromide;30/70 methanol/water; pH 4.8Higher TOC Water Lower TOC Water如何构如何构建分建分析实验室的超纯水系统析实验室的超纯水系统Merck Millipore全面解决方案全面解决方案科学的纯水制备流程科学的纯水制备流程全面的监控体系全面的监控体系科学的用水方法科学的用水方法智能化的管理系统智能化的管理系统没有一种纯化技术能够去除所有污染物没有一种纯化技术能够去除所有污染物EDI module 活性炭过滤活性炭过滤 交换树脂交换树脂 超滤过虑超滤过虑 微孔过滤微孔过滤Pharm

16、aceutical-Grade,Absolute, 0.22m Filter 反渗透膜反渗透膜污染物污染物离子有机物颗粒和胶体细菌和病毒气体DIROUFMFACUV 使微量有机物转化成 CO2,具有有限的杀菌作用不同的净化技术不同的净化技术 无去除 全部去除 StillMilli-Q IntegralMilli-Q Integral倡导超纯水的精细再分级倡导超纯水的精细再分级Tap waterRegular Lab ApplicationsChromatographyApplicationsCell CultureApplicationsMolecular BiologyApplication

17、sEDs free waterMilli-pekBio-pekEDS-pekType II WaterFor rinsing适应现代实验室功能多样化趋势逐步去除水中有机污染物逐步去除水中有机污染物 1000ppb 活性炭过滤活性炭过滤 反渗透膜反渗透膜 100ppbEDI 电渗析电渗析 30ppb紫外光氧化紫外光氧化 5ppb 2 MW.cm （纯水/超纯水）的情况下方能正常工作 通过比较UV光氧化过程之前和之后的电阻率变化，测算出紫外光氧化过程共生成多少ppb的CO2，这个值，就是TOCcond/tempelectronicscontrolelectronicslamp powersuppl

18、yquartz Windowwater inUV lamp 185 + 254 nmwater outSampling valveCond/T (C)detector全面水质保证全面水质保证出水满足多种国际标准，并可提供相关认证服务NISTUSPCEEPcULISO科学的用水方法科学的用水方法 Milli-Q VS HPLC 瓶装水 Millipore对用水储水的强调 能制出纯的水不能说明最终用上的水是超纯水Ultrapure Water in PE2 weeks1 day1 week1 hourControl5101520250MinutesConditionsConditionsWater samples: 40ml trace enrichment 2.0 ml/minWater samples: 40ml trace enrichment 2.0 ml/minColumn: C18 reversed phase (Waters)Column: C18 reversed phase (Waters)Gradient: linear 100% water to 100% Gradient: linear 100% water to 100% acetonitrileacetonitrileWavelength: 254 Wavelength: 25