Millipore密理博纯水系统常见问题集.docx
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Millipore密理博纯水系统常见问题集
Millipore密理博纯水系统常见问题集
2011-04-08
蓝宝书系列之二
纯水系统常见问题集
FAQ
市场部
2005
目录
纯水系统使用常见问题..................................1
1．1纯水制备系统........................................................1
1.Millipore纯水系统是否可以追溯至NIST的检测？
.................1
2.Progard柱中有多少抗结垢剂？
在什么水平下，需要额外添加软化剂。
1
3.Millipore纯水系统能否显示真正的电阻率？
....................1
4．反渗透膜的孔径100道尔顿，离子都小于100道尔顿。
为什么反渗透膜能够清除离子？
............................................................2
5.为什么在反渗透（RO）纯化柱使用聚酰胺薄膜（TFCPA）而不是醋酸纤维素脂（CA）膜？
.........................................................2
6.EDI是如何去除有机物的？
....................................3
7．为什么在EDI模块的阴极有碳粒？
...............................3
8.Elix对进水的TOC含量有没有特殊要求？
要求是什么？
...........3
9.Elix水纯化系统是如何去除水中的气体（CO2）?
..................3
10.在保证产水细菌含量<1cfu/ml的条件下，Elix所能承受的供水细菌最大含量是多少？
............................................................3
1．2超纯水制备系统......................................................4
1.为什么超纯水的电阻率为18.2MΩ.cm，而不是18.3MΩ.cm?
....4
2.为什么我们不能离线检测超纯水的电阻率?
.......................4
3.为什么Milli-Q的产水流量为1.5L/min?
..........................5
4.为什么Milli-Q系统有一个进水电磁阀？
.........................5
5.为什么Milli-Q系统有一个网式过滤器?
..........................5
6.如何计算纯化柱的纯化能力和使用寿命？
........................5
7.当Milli-Q超纯水系统处于Standby（待机）/Preoperate（预操作）模式时，如何确定系统内部的水不会有细菌滋生？
...............................6
8.为什么终端过滤器的孔径只有0.22微米，而不是0.45微米？
.......6
9.饮用水机安装的UV灯和Milli-QGradient（超低有机物型）所使用的UV灯有什么不同？
...........................................................7
10.Milli-QGradient（超低有机物型）如何将TOC含量降到5ppb以下？
.7
11.我用Milli-QGradient系统不能获得TOC含量小于5ppb的水，我的进水是去离子水。
............................................................8
12．RO膜的孔径为100Da，为什么我们还要再使用UF柱？
...............8
13．UF膜可除去水中病毒吗？
......................................8
14.Pyrogard5000和ProgardD（13000Da）的UF柱是怎样生产内毒素含量低于0.001EU/ml的超纯水的？
.................................................8
15．我用的原水硬度非常大。
Milli-Q系统能解决水硬度的问题么？
.....8
16．什么是核级离子交换树脂？
....................................9
17．离子交换树脂是通过什么原理来去除离子污染物的？
..............9
18．在进行如ICP-MS这样比较灵敏的应用时，为什么要用专用纯化柱去除硼…………………………………………………………………………………………….10ii
19.Milli-QElement（元素分析型）能达到什么样的TOC水平？
........10
1．3纯水储存系统.......................................................11
1.为什么纯水/超纯水的储存和分配会影响其水质？
................11
2．用什么容器盛装/运输纯水/超纯水？
...........................11
3.水箱所使用的PE材料会不会溶出有机物，使水中的TOC含量上升？
..11
4.为什么PE水箱有一个通气口？
.................................12
5.为什么水箱从下面往上注水？
.................................12
6.如果用肥皂水清洗了水箱，我们如何确定水箱中无TOC？
水箱中的TOC会增加储存水的TOC水平吗？
.................................................12
7．Millipore纯水储存箱杀菌后之残留药物检验方法？
.............12
1．4（超）纯水系统维护..................................................13
1.为什么建议在纯水系统停用期间冷藏纯化柱？
...................13
2.如何清除聚乙烯PE管路中的细菌？
.............................13
3．多长时间清洗一次反渗透膜？
.................................13
4.氯是聚酰胺反渗透膜的天敌。
为什么还使用氯来去除RO膜表面的细菌？
13
5.我用去离子水作为Milli-QAcademic系统的进水。
问题：
我的Millipak每15天要换一次。
........................................................14
6．为什么我的Milli-QBiocel（已经使用了两年）无法提供无RNA酶的水？
14
7.怎样除去UF柱上的热源？
.....................................14
8.为什么Mill-QBiocel/Synthesis中的UF柱清洗时不需要消毒药片?
14
9．如何控制纯水系统中的微生物数量?
............................15
纯水应用常见问题.....................................16
2．1纯水应用...........................................................16
1.什么样的水可以用于水栽培？
.................................16
2.溶离度试验要求的水质如何？
.................................16
3.Elix水是否可以用于植物组织培养方面的应用？
................16
2．2超纯水应用.........................................................18
1．低水质的水是怎样影响电泳实验的？
...........................18
2．我使用注射用水（WFI）（小于500ppb）来做HPLC分析。
我对结果很满意，我为什么要用低TOC含量的水？
.........................................18
3．DEPC处理水是分子生物学应用中更好的选择？
..................18
4．Milli-QBiocel产水水质和DEPC水一样好吗？
..................18
5．细菌对HPLC相关应用有什么影响？
.............................19
6．什么是内分泌干扰物？
它会如何干扰分子生物学实验应用？
应如何去除？
……………………………………………………………………………..19
7．重金属对细胞培养有什么影响？
..............................20
水质监测相关问题.....................................21
1.什么是TypeIII,TypeIIandTypeI水?
.....................21iii
3．我的超纯水系统显示电阻率为18.2兆欧，但TOC却超过200ppb，为什么？
……………………………………………………………………………..21
4．如何测量反渗透水的离子截流率？
............................22
5．在取样检测Elix产水中细菌的含量时，需要做什么准备工作？
....22
6．为什么超纯（Milli-Q）水是酸性的？
..........................22
7．如何测量超纯水的pH值？
....................................23
8．二氧化碳对超纯水的pH值有什么影响？
........................23
9．硅是否会影响超纯水的电阻率？
..............................24
10．怎样测量超纯水中热源的含量？
...............................24
11．Millipore的水纯化链是怎样验证热源含量水平的？
..............24
13．电阻池以及系统与水接触的部件会不会滋生细菌？
...............25
14.细菌会引起水中TOC水平的升高吗？
...........................26
15．杀灭细菌的最有效方法是什么？
...............................26
16．如何用紫外灯最大限度的杀灭细菌？
...........................27iv
纯水系统使用常见问题
1．1纯水制备系统
1.Millipore纯水系统是否可以追溯至NIST的检测？
是
2.Progard柱中有多少抗结垢剂？
在什么水平下，需要额外添加软化剂。
硬度描述
0-10ppm软水
10-80ppm中软水
80-300ppm中硬水
>300ppm硬水
当进水的硬度大于>300ppm,需要额外配置一个软化柱。
焦磷酸盐的含量（抗结垢剂）:
Progard柱中含有大约500g的焦磷酸盐。
3.Millipore纯水系统能否显示真正的电阻率？
能
电导率的计算公式如下：
X=FΣCiZiUi
X是电导率,F是法拉第常数,Ci是某种离子浓度，Zi是离子的电荷数，Ui指离子迁移率。
电阻率是电导率的倒数。
温度会直接影响到溶液的电导率。
250C时，无离子污染物的水的电导率为0.055μS/cm。
电阻率或电导率的测定有两步。
电阻池测量电阻率，温度计测量温度。
这时的电阻率未经过温度补偿，为“原始”电阻率。
通过软件和微处理器读取温度和未补偿的电阻率/电导率测量值，然后进行温度补偿。
温度低于25oC时，无离子水的电阻率值大于18.2MΩ.cm。
温度高于25oC时，无离子水的电阻率小于18.2MΩ.cm.电阻率随着温度的变化而变化很大（非线性）。
而电导率随着温度的变化较小。
18.2MΩ-cm
CONDUCTIVITY（25°C）
1
温度（°C）电阻率（MΩ.cm）温度（°C）电阻率（MΩ.cm）24.019.1125.018.2024.119.0125.118.1124.218.9225.218.0124.318.8325.317.9224.418.7425.417.8324.518.6525.517.7424.618.5625.617.6524.718.4725.717.5624.818.3825.817.4724.918.2925.917.38
4．反渗透膜的孔径100道尔顿，离子都小于100道尔顿。
为什么反渗透膜能够清除离子？
反渗透涉及一个离子排除过程（ionicexclusionprocess）。
只有溶剂能够通过半透膜（反渗透膜），而所有的离子以及溶解性分子（包括各种盐和糖分）被截留。
这种反渗透膜对盐（离子）的截流是通过电荷反应现象（chargephenomenaaction）实现的，带电量越大，截流率越大。
因此膜可以强烈的（>99%）截留多价离子，而对单价离子——比如钠——只能截流95%。
基于这样的原理，在反渗透膜开始工作的一段时间，离子根本就无法截流。
这时的产水离子含量很大，我们为此提供一个转向阀，自动把这部分水排出到废水池，直到水质达到可以接受的水平才收集产水。
因此，尽管反渗透膜孔径只有100道尔顿，但是它仍能够去除小于100道尔顿的离子。
5.为什么在反渗透（RO）纯化柱使用聚酰胺薄膜（TFCPA）而不是醋酸纤维素脂（CA）膜？
目前常用于反渗透（RO）的两种膜为乙酸纤维素脂（CA）膜和复合聚酰胺薄膜（TFCPA）。
前者是一种整合膜，而后者是复合膜。
醋酸纤维素脂膜（CA）
CA膜原本用于盐水的过滤，由于在高压下膜的可压缩性，从未用于海水的过滤。
它的pH,温度，和性能极限影响了它的普及。
但是在许多领域，还是会使用CA膜，由于其高氯和防结垢能力。
复合聚酰胺薄膜（TFCPA）
发明于上世纪八十年代，在脱盐的水流速度和截流率方面，TFC膜是一个大的突破。
一般地，复合膜是由一层聚砜膜支撑一层薄薄的聚酰胺膜.
TFC膜有很好的温度和pH值的耐受能力，但是不耐氧化，特别是氯。
所以活性炭的预处理是十分重要的。
2
6.EDI是如何去除有机物的？
EDI只能去除带电有机分子。
由于电极间存在电压，微电离的有机分子（如乙酸/草酸/腐殖酸）向阳极移动。
例如:
CH3COOH---CH3COO-+H+
CH3COO-带负电荷，向阳极移动。
阴、阳离子通透膜使阴、阳离子聚集在浓缩通道。
流经EDI的电极通道和浓缩通道的水都为弃水。
7．为什么在EDI模块的阴极有碳粒？
在EDI模块的阴极产生OH-。
OH-的存在提高了pH值。
高pH值将导致高的电极结垢可能性。
pH值高，CO32-会与Mg2+,Ca2+反应结垢。
CO2+H2O---H2CO3
H2CO3---H++HCO3-
HCO3----H++CO3-2
阴极的碳粒主要用于降低局部的pH值，防止结垢。
碳粒增加了阴极的表面积，从而可以捕捉到足够的OH-极性分子，没有多余的OH-离子来形成结垢。
8.Elix对进水的TOC含量有没有特殊要求？
要求是什么？
Millipore对Elix进水的TOC含量没有特别要求。
一般来说，典型的自来水的TOC含量为3000-4000ppb.
反渗透可以除去90-95%的污染物。
也就是说反渗透水的典型TOC含量为200-400ppb.连续电去离子过程可以进一步把TOC含量降低到30-50ppb.
如果进水的TOC含量远大于4000ppb,建议使用去有机物的预处理。
9.Elix水纯化系统是如何去除水中的气体（CO2）?
CO2能溶于水，并在水中保持平衡，如下：
CO2+H2O---H2CO3
H2CO3----2H++CO32-
CO32-（碳酸根离子）带负电朝阳极移动。
阴阳离子通透膜汇集了在电极通道和浓缩通道的碳酸根离子.流经浓缩通道和电极通道的水被排到下水道。
这样除去了溶解在水中的CO2。
如果进水中的CO2水平<30ppm,那么Elix产水中的CO2的水平为0ppm.
10.在保证产水细菌含量<1cfu/ml的条件下，Elix所能承受的供水细菌最大含量是多少？
Elix是由自来水供水的，自来水的规格各地有一定差异，但大多数都要经过氯化处理以消除细菌，（因而细菌含量很低，完全能够满足Elix供水要求。
）因此Elix的产品目录中没有提到对供水细菌含量的要求。
Elix所能承受的供水细菌最大含量为100cfu/ml。
3
1．2超纯水制备系统
1.为什么超纯水的电阻率为18.2MΩ.cm，而不是18.3MΩ.cm?
电导率的计算公式如下：
X是电导率,F是法拉第常数,Ci是某种离子浓度，Zi是离子的电荷数，Ui指离子迁移率
X=FΣCiZiUi
理论上，完全不含离子的超纯水在25oC时电导率为0.055μS/cm。
电阻率是电导率的倒数。
那么
R=1/X,1/0.055=18.1818
约为18.2MΩ.cm
在25oC时，NaCl浓度与电导率/电阻率值的关系。
NaCl（ppb）
电导率
（μS/cm）
电阻率（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.为什么我们不能离线检测超纯水的电阻率?
无法在离线情况下精确测量超纯水的电阻率/电导率。
电导率的计算公式如下：
X是电导率,F是法拉第常数,Ci是某种离子浓度，Zi是离子的电荷数，Ui指离子的迁移能力。
X=FΣCiZiui
理论上，完全不含离子的超纯水在25oC时电导率为0.055μS/cm。
电阻率是电导率的倒数，为18.2MΩ.cm。
当超纯水暴露在外界环境中时，会被外界环境污染。
实验室里的空气中含有大量的离子，这些离子可以进入超纯水。
另外，测量电导率所用到的仪器（烧杯，电阻率仪/探针）也会带入离子污染物。
正如电导率的计算公式中所示，任何离子的增加都会影响电导率值，因为电导率与
4
离子的种类和其所带电荷成正比。
3.为什么Milli-Q的产水流量为1.5L/min?
如果暴露在空气中，或者储存在容器里，超纯水水质会很快劣化。
因而建议对超纯水要即取即用。
普通的应用（如HPLC液相制备）大约一次需要250ml的超纯水。
超纯水的生产时间大约为10秒。
这样就减少了超纯水在大气中暴露时间，从而保证了超纯水水质。
水流经树脂时应有充分的接触时间。
太快的流速没法水化所有的树脂，就无法进行有效的离子交换。
4.为什么Milli-Q系统有一个进水电磁阀？
进水电磁阀可以帮助切断水源，防止实验室被水淹的突发事件。
5.为什么Milli-Q系统有一个网式过滤器?
Milli-Q系统在取水柄之前配有一个网式过滤器。
其目的是截流从Quantum柱流出的离子交换树脂。
取水柄的出水口是一个很小的口子。
从纯化柱中流出来的即使只是一个树脂颗粒也可以堵住那个口子，阻碍使用取水手柄取水。
6.如何计算纯化柱的纯化能力和使用寿命？
在计算树脂的纯化能力之前，我们要先熟悉以下几个概念。
树脂体积:
是指纯化柱中离子交换树脂的体积，而不是指活性炭或者深层过滤膜的体积。
树脂总容量:
是指用标准NaCl的克数表示的总的树脂容量,是一个理论值。
相当于使所有的离子交换树脂饱和所需的NaCl的量。
动态树脂容量:
在动态条件下（流量1.5L/min），水流通经纯化柱时,离子交换树脂的交换能力。
晶粒容量:
使用转换常数将用标准NaCl的克数转换为晶粒数。
转换公式为：
1grain=64.79mg=0.06479g
计算纯化能力所需数据:
（以Milli–Q为例）
1.进水电导率（asppmNaCl）
2.进水CO2水平（asppmNaCl））
3.纯化柱（Quantum和Qgard）的动态容量可以从以下的数据表中摘取。
4.纯化柱（Qgard和Quantum）数量
用NaCl表示的总可溶性固体（TDS）ppm，相当于电导率乘以0.5。
TDS（asppmNaCl）=电导率*0.5
用NaCl表示的进水CO2水平可以由CO2水平乘以1.3
5
进水CO2（asppmNaCl）=CO2水平*1.3
进水中总盐含量是用NaCl表示的TDS和CO2的总和
例：
计算Milli-QGradient的容量
数据:
进水电导率（uS/cm）
25
进水CO2ppm
20
Qgard动态容量（mgNaCl）
56
Qgard纯化柱的数量
1
Quantum动态容量（mgNaCl）
27
Quantum纯化柱的数量
1
计算:
进水中盐类含量（asppmNaCl）
25x0.5
12.5（a）
进水中CO2含量（asppmNaCl）
20x1.3
26（b）
进水总盐污染含量（asppmNaCl）
（a）+（b）
38.5
纯化柱动态总容量（Qgard动态容量xQgard数量）+（Quantum动态容量XQuantum数量）
=1000（56x1）+1000（27x1）
83000
纯化柱处理的水量
=纯化柱动态总容量/进水总盐含量
=83000/38.5
2156L
注：
当计算以Elix水为进水的Milli-Q系统纯化柱的纯化能力时，CO2为0ppm.
7.当Milli-Q超纯水系统处于Standby（待机）/Preoperate（预操作）模式时，如何确定系统内部的水不会有细菌滋生？
在进行维护时，系统应要进入Standby模式：
如更换Qgard柱或者Quantum柱时。
这种模式下，Milli-Q不会进行每小时5分钟的内循环。
当系统不产水时（如晚上或周末），可选用预操作模式。
Milli-Q超纯水系统每小时进行5分钟的内循环。
在预操作状态，Milli-Q
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