超純水是使用HPLC，GC-MS 和ICP-MS 等分析技術(shù)進行成功可靠分析的基礎(chǔ)，隨著這些分析技術(shù)的精密性及靈敏度要求越來越高，更容易受到所用緩沖液及溶液中痕量污染物的干擾。因此，對各種系統(tǒng)組件和耗材的質(zhì)量要求也相應(yīng)提高。
介紹
對于成品水中總有機碳(TOC)含量特別低的應(yīng)用要求，通常采用活性炭和顆粒過濾技術(shù)進行預(yù)處理，然后使用反滲透技術(shù)進行下一步純化，這些工藝通常能夠去除水中95% - 98% 的污染物質(zhì)(如鹽、顆粒和有機化合物)。再由超純水系統(tǒng)進行最終的純化步驟，該超純水系統(tǒng)產(chǎn)生的成品水質(zhì)量達到并優(yōu)于ASTM Type I 級水標準要求，這是通過利用以下技術(shù)實現(xiàn)的：
• 預(yù)純化處理(預(yù)純化柱1號)，含有專門定制的活性炭和去離子樹脂的混合物，能夠去除水中大部分剩余離子以及剩余TOC 分子
• 采用185/254 nm雙波長紫外燈照射，通過氧化高效降低TOC 水平
• 精純化柱2號，含有活性炭以吸附TOC 分解產(chǎn)物，并通過去離子樹脂將水純化至18.2MΩ電阻率系統(tǒng)內(nèi)置切向流超濾(UF)模塊
• 0.45+0.2 μm 無菌級終端過濾器可有效截留細菌和顆粒物，確保在使用端提供除菌除顆粒的安全用水
圖1. Arium ® 流程圖
分子量截留(MWCO)的重要性
有機殘留物(總有機碳(TOC))會對HPLC、ICP-MS等色譜應(yīng)用產(chǎn)生很大的影響干擾。因此，需要將色譜分析中使用的超純水TOC含量降到盡可能低的水平，除了運用活性炭吸附、紫外燈氧化這些標準方法外，還可以采用系統(tǒng)超濾模塊進行最終純化。
采用切向流過濾設(shè)計的內(nèi)置UF超濾技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于從產(chǎn)品水中去除任何殘留的功能酶以及核酸污染物。超濾階段也可用于降低未通過吸附去除的各種特別是非離子型的TOC化合物。
UF(超濾)是一種常見的技術(shù)，可用于有機物從溶液中的去除或濃縮，并且可以通過改變膜材料和MWCO規(guī)格來實現(xiàn)更大范圍的分子大小和類型。大于膜的相應(yīng)MWCO分子被截留在濃縮物內(nèi)，而較小的分子則隨滲透物穿過膜，離子電荷或生物活性對該技術(shù)的效率幾乎沒有影響。
更重要的是，超濾膜的完整性也可以得到驗證。這是一個相當(dāng)大的優(yōu)勢，因為這意味著只有使用完整的膜，能夠確保對大于指定MWCO 的分子進行持續(xù)有效的截留。
Arium® Pro VF超純水系統(tǒng)中采用內(nèi)置UF超濾膜設(shè)計，具有切向流過濾技術(shù)(圖2.2)的額外優(yōu)勢，而不是用于設(shè)備使用點的外部死端過濾(圖2.1)。內(nèi)置UF能夠通過水在膜表面的流動，有效阻止分子在膜上的沉積，從而顯著減少超濾膜的污染和堵塞。在水分配使用前，無需對其進行沖洗，從而減少對環(huán)境資源的消耗。通過系統(tǒng)可選的清潔程序，能夠有效延長內(nèi)置UF 模塊的使用壽命，降低用戶總體成本。
圖2. 左圖：死端過濾示意圖；右圖：切向流過濾原理圖
總結(jié)
通過上游活性炭過濾器吸附和超純水系統(tǒng)內(nèi)置紫外燈氧化這些標準技術(shù)，可以成功地降低TOC 水平，而內(nèi)置超濾模塊能夠去除使用標準技術(shù)以外的殘留TOC。因此，其能夠幫助降低先前標準純化步驟未能完全去除的不帶電有機成分。這不僅在生命科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用(針對內(nèi)毒素、核酸酶、蛋白酶的去除)，也能進一步降低TOC 對一些分析檢測應(yīng)用所造成的影響。
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