對于不同類型的實驗,如化學分析、生物實驗、光譜分析等,對超純水的性能參數要求確實存在一些差異。以下是針對這些不同類型實驗對超純水性能參數的一般要求:
一、化學分析實驗
1、純度
(1)無機離子含量:在化學分析中,尤其是痕量元素分析,對水中無機離子的要求極為嚴格。例如,在原子吸收光譜(AAS)和電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)分析中,超純水中的金屬離子(如鈉、鉀、鈣、鎂、鐵、銅、鋅等)濃度需低于ppb(十億分之一)甚至ppt(萬億分之一)級。這是因為微量的金屬離子可能會干擾待測樣品的測試結果,導致測量誤差。
(2)有機物含量:對于有機化學分析實驗,如高效液相色譜(HPLC)和氣相色譜-質譜聯用(GC-MS)分析,超純水中的總有機碳(TOC)含量應盡可能低,通常要求小于5ppb。有機物可能在色譜柱上產生額外的峰,或者與待測樣品中的有機物發生相互作用,影響分離效果和檢測結果。
2、pH值:不同的化學分析方法對超純水的pH值有不同的要求。一般來說,化學分析實驗要求超純水的pH值在6.5-7.5之間,以確保化學反應的正常進行和實驗結果的準確性。例如,在酸堿滴定實驗中,如果超純水的pH值偏離這個范圍,可能會影響指示劑的顏色變化,從而影響滴定終點的判斷。
3、電導率:超純水的電導率是衡量其純度的一個重要指標。在化學分析實驗中,一般要求超純水的電導率低于0.1μS/cm。高電導率可能意味著水中存在較多的離子雜質,會對實驗結果產生干擾。例如,在電化學分析實驗中,如循環伏安法,超純水的電導率過高會導致背景電流增大,降低實驗的靈敏度。

二、生物實驗
1、無菌性
(1)微生物限度:生物實驗對超純水的無菌性要求高,因為微生物的存在可能會影響實驗結果,甚至導致實驗失敗。例如,在細胞培養實驗中,即使是少量的細菌或真菌污染,也可能會引起細胞的死亡或生長異常。因此,超純水中的細菌總數應低于1CFU/mL(每毫升一個菌落形成單位),真菌和內毒素的含量也應嚴格控制。
(2)消毒方式:為了滿足無菌性要求,超純水通常需要經過特殊的消毒處理,如紫外線(UV)消毒、微孔濾膜過濾等。紫外線消毒可以破壞水中微生物的DNA結構,使其失去繁殖能力;微孔濾膜過濾則可以有效地去除水中的細菌、真菌和病毒等微生物。
2、內毒素含量:在生物醫學實驗中,如細胞培養、藥物研發等,對超純水的內毒素含量有嚴格的要求。內毒素是革蘭氏陰性細菌細胞壁的成分,即使微量的內毒素也可能引起細胞的炎癥反應和死亡。因此,超純水中的內毒素含量應低于0.01EU/mL(每毫升0.01內毒素單位)。
3、滲透壓:生物實驗中使用的超純水滲透壓應與生物體的滲透壓相近,以避免對生物細胞造成損傷。例如,在動物細胞培養實驗中,超純水的滲透壓應在280-310mOsm/kg之間,與動物細胞內的滲透壓相匹配,保證細胞的正常形態和功能。
三、光譜分析實驗
1、光學性能
(1)吸光度:在光譜分析實驗中,如紫外-可見分光光度計分析,要求超純水在紫外和可見光區的吸光度極低。例如,在200-800nm波長范圍內,超純水的吸光度應小于0.001。高吸光度的水會吸收光線,影響樣品的吸光度測量,導致實驗結果不準確。
(2)折射率:超純水的折射率對光譜分析實驗也有重要影響。在某些光學實驗中,如激光拉曼光譜分析,需要精確控制超純水的折射率,以保證光線在樣品和水之間的正常傳播和反射。一般來說,超純水的折射率應在1.33-1.34之間。
2、顆粒物質含量:光譜分析實驗對超純水中的顆粒物質含量要求很高,因為顆粒物質會產生光散射現象,干擾光譜信號的檢測。例如,在動態光散射實驗中,超純水中的顆粒直徑應小于50nm,且顆粒濃度要盡可能低。這些顆粒可能是灰塵、膠體或者其他微小的雜質,它們的存在會影響實驗的準確性和重復性。