超純水是使用HPLC，GC-MS 和ICP-MS 等分析技術(shù)進(jìn)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(lái)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(duì)各種系統(tǒng)組件和耗材的質(zhì)量要求也相應(yīng)提高。
內(nèi)置切向流超濾技術(shù)
對(duì)超純水中TOC含量的影響
下載本篇技術(shù)文章，了解通過(guò)純化技術(shù)在色譜應(yīng)用領(lǐng)域提供連續(xù)穩(wěn)定的高質(zhì)量超純水。
介紹
對(duì)于成品水中總有機(jī)碳（TOC）含量特別低的應(yīng)用要求，通常采用活性炭和顆粒過(guò)濾技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，然后使用反滲透技術(shù)進(jìn)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(jī)化合物）。再由超純水系統(tǒng)進(jìn)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(dá)到并優(yōu)于ASTM Type I 級(jí)水標(biāo)準(zhǔn)要求，這是通過(guò)利用以下技術(shù)實(shí)現(xiàn)的：
預(yù)純化處理（預(yù)純化柱1號(hào)），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(zhǎng)紫外燈照射，通過(guò)氧化高效降低TOC 水平
精純化柱2號(hào)，含有活性炭以吸附TOC 分解產(chǎn)物，并通過(guò)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(wú)菌級(jí)終端過(guò)濾器可有效截留細(xì)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(jī)殘留物（總有機(jī)碳（TOC））會(huì)對(duì)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(yùn)用活性炭吸附、紫外燈氧化這些標(biāo)準(zhǔn)方法外，還可以采用系統(tǒng)超濾模塊進(jìn)行最終純化。
采用切向流過(guò)濾設(shè)計(jì)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(guò)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(jī)物從溶液中的去除或濃縮，并且可以通過(guò)改變膜材料和MWCO規(guī)格來(lái)實(shí)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(guò)膜，離子電荷或生物活性對(duì)該技術(shù)的效率幾乎沒(méi)有影響。
更重要的是，超濾膜的完整性也可以得到驗(yàn)證。這是一個(gè)相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)檫@意味著只有使用完整的膜，能夠確保對(duì)大于指定MWCO 的分子進(jìn)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(jì)，具有切向流過(guò)濾技術(shù)（圖2.2）的額外優(yōu)勢(shì)，而不是用于設(shè)備使用點(diǎn)的外部死端過(guò)濾（圖2.1）。內(nèi)置UF能夠通過(guò)水在膜表面的流動(dòng)，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(wú)需對(duì)其進(jìn)行沖洗，從而減少對(duì)環(huán)境資源的消耗。通過(guò)系統(tǒng)可選的清潔程序，能夠有效延長(zhǎng)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(guò)濾示意圖；右圖：切向流過(guò)濾原理圖
總結(jié)
通過(guò)上游活性炭過(guò)濾器吸附和超純水系統(tǒng)內(nèi)置紫外燈氧化這些標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)技術(shù)以外的殘留TOC。因此，其能夠幫助降低先前標(biāo)準(zhǔn)純化步驟未能完全去除的不帶電有機(jī)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(duì)內(nèi)毒素、核酸酶、蛋白酶的去除），也能進(jìn)一步降低TOC 對(duì)一些分析檢測(cè)應(yīng)用所造成的影響。
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