1、水的基本性質(zhì)

1個水分子(H2O)是由1個氧原子和2個氫原子彎曲鍵結(jié)而成。由于正、負電荷的中心不一致，因此屬于性分子。當2個水分子同時存在時，二者會由靜電交互作用與氫鍵結(jié)合，互相吸引并保持一定的距離。而1個水分子可以同時與4個水分子結(jié)合，形成晶體般的整齊結(jié)構(gòu)。

水分子聚合體中，由于氫鍵鍵結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會部分斷裂，而形成逐次移動變化的狀態(tài)，因此水在整體上呈現(xiàn)液態(tài)，而此結(jié)構(gòu)變化每秒可達1012次。

一般而言，水若含有適量的鈉、鉀離子及硅酸鹽等礦物質(zhì)，就會覺得好喝，若含有大量殘留的鹽類，如鎂、鈣等非酸堿中性鹽類，就會覺得難喝。也就是說，所謂的水除了H2O外，還含有許多其它的成分，而這些成分的種類和含量決定了水的味道。

水易溶解鹽類，即使陰陽離子經(jīng)由靜電的交互作用，很強的結(jié)合在一起，在水中也很容易電解。這是因為，水分子可以和離子結(jié)合產(chǎn)生“水合離子”。離子的半徑很小，電荷大的離子會與水分子強力的交互作用，由水分子在離子的周圍緊密排列。這時候，陽離子會與帶負矩的氧原子相互作用，而陰離子則形成相反的結(jié)構(gòu)。

2、水中存在的雜質(zhì)

源水雜質(zhì)（共5類） A. 電解質(zhì) B. 有機物 C. 顆粒物質(zhì) D. 微生物 E. 溶解氣體

A.電解質(zhì)：水中的電解質(zhì)包括可溶性無機物，有機物，以及帶電的膠體粒子。影響水的電導率。通常水的雜質(zhì)越多，水的電導率就會高。我們知道，雜質(zhì)多的水，對我們的化學分析會產(chǎn)生很不利的影響。電解質(zhì)中尤以陰陽離子為主。一般可以通過用離子色譜法或原子吸收光譜法對其進行含量測定。也可聯(lián)用質(zhì)譜法分析，對其中的位未知組分初步鑒定。

B.有機物：水中所含的有機物通常指有機酸和有機金屬化合物，測定方法通常為測定其化學耗氧量。

C.顆粒物質(zhì)：泥沙、塵埃、有機物、微生物等。可以用專門的顆粒測定器測定

D.微生物：細菌，浮游生物，藻類等

E.溶解氣體：N2 、O2、CL2 、CO 、CO2等，可以用氣相色譜法測定其含量

3、實驗用水所要求的純度

所謂實驗，是指對現(xiàn)象所推測的假設(shè)加以驗證的動作。假設(shè)能否被證明為真理，與假設(shè)能否具有再現(xiàn)性的結(jié)果至關(guān)重要。實驗的再現(xiàn)性除了要有良好的技巧，還受到所用化學試劑的純度和分析儀器的精密度的影響。實驗中用來配置溶液的化學試劑，及所使用的水的純度也非常重要。假設(shè)水中污染物對實驗檢測會造成影響，就必須去除這些物質(zhì)。此外，為了取得良好的再現(xiàn)性結(jié)果，使用能保持穩(wěn)定水質(zhì)的純水是必要的。

隨著實驗用的分析系統(tǒng)靈敏度的提高，對水的純度有了更高的要求。 1ppm=1mg/L 1ppb=1μg/L 1ppt=1ng/L=1μg/ml

4、水的純度的表示方法

在水中，將距離1cm的兩片表面積為1cm2大小的電加以通電，來監(jiān)測兩間的導電率，通過所加電壓和測得的電流能夠獲知兩間的電阻值，這個數(shù)值在水質(zhì)分析中通常被稱為電阻率或比電阻，其單位用MΩ.cm(mega ohm-centimeter)來表示。

電阻率的倒數(shù)稱為導電率或電導率，用μs/cm(micro Siemens per centimeter)來表示。

這兩個參數(shù)是表示水的純度的常用參數(shù)。

將自來水中的離子去除，會使得電阻率值升高（導電率降低），但并非無限制的增加，這是因為部分水分子會電離為氫離子和氫氧根離子，其電阻率值限值18.248MΩ.cm(25℃)。此外，電阻率值會隨著水的電離常數(shù)而改變，因而會受到水溫的影響。例如，25℃的超純水，其電阻值為18.2MΩ.cm,但在0℃則為84.2MΩ.cm, 100 ℃則為1.3MΩ.cm。在25 ℃附近，當溫度上升1 ℃，其電阻值將下降0.84MΩ.cm。因此，多使用補償至25 ℃的電阻率值來做衡量標準。

此外像總有機碳含量（TOC），熱源內(nèi)毒素含量，細菌含量，顆粒含量，微生物含量，總?cè)芙夤腆w含量（TDS）等也常常被用作補充說明水質(zhì)的重要參數(shù)。因此，水的純度標準通常由以上這些參數(shù)的一項或幾項來綜合說明、分級。

5、純水的分級標準

實驗室純水可分為4個常規(guī)等級：純水、去離子水、實驗室Ⅱ級純水和超純水

純水：純化水平低，通常電導率在1－50μs/cm之間。它可經(jīng)由單一弱堿性陰離子交換樹脂、反滲透或單次蒸餾制成。典型的應用包括玻璃器皿的清洗、高壓滅菌器、恒溫恒濕實驗箱和清洗機用水。

去離子水：電導率通常在1.0-0.1μs/cm之間。通過采用含強陰離子交換樹脂的混床離子交換制成，但它有相對較高的有機物和細菌污染水平，能滿足多種需求，如清洗、制備分析標準樣、制備試劑和稀釋樣品等。

實驗室Ⅱ級純水：電導率＜1.0μs/cm，總有機碳（TOC）含量小于50ppb以及細菌含量低于1CFU/ml。其水質(zhì)可適用于多種需求，從試劑制備和溶液稀釋，到為細胞培養(yǎng)配備營養(yǎng)液和微生物研究。這種純水可雙蒸而成，或整合RO和離子交換/EDI多種技術(shù)制成，也可以再結(jié)合吸附介質(zhì)和UV燈。

超純水：這種級別的純水在電阻率、有機物含量、顆粒和細菌含量方面接近理論上的純度限，通過離子交換、RO膜或蒸餾手段預純化，再經(jīng)過核子級離子交換精純化得到超純水。通常超純水的電阻率可達18.2MΩ-cm ，TOC<10ppb，濾除0.1μm甚至更小的顆粒，細菌含量低于1CFU/ml。超純水適合多種精密分析實驗的需求，如液相色譜（HPLC），離子色譜（IC）和離子捕獲－質(zhì)譜。少熱源超純水適用于像真核細胞培養(yǎng)等生物應用，超濾技術(shù)通常用于去除大分子生物活性物質(zhì)，如熱源（結(jié)果為<0.005IU/ml）以及無法檢測到的核酸酶和蛋白酶。

目前世界上比較通用的純水標準主要有以下幾個：

化組織，臨床病理學會（CAP）試藥級用水標準，測試和材料實驗社團組織（ASTM），臨床試驗標準委員會（NCCLS），藥學會（USP）等。同時，我國也有相應的純水標準：中國國家電子級超純水規(guī)格GB/T11446-1997和中國國家實驗室用水規(guī)格GB6682-92等。因此市面上絕大多數(shù)的純水系統(tǒng)，無論是進口的還是國產(chǎn)的，都是依據(jù)這些標準來設(shè)計流程的。

6、純水的應用

目前純水主要應用在兩大領(lǐng)域：

一、生命科學應用領(lǐng)域二、分析和常規(guī)應用領(lǐng)域

生命科學應用方面，主要有：細菌細胞培養(yǎng)，臨床生物化學，電泳，電生理學，酶聯(lián)免疫吸附分析，內(nèi)毒素分析，組織學，水栽培，細胞免疫化學，哺乳動物細胞培養(yǎng)，介質(zhì)制備，微生物分析，分子生物學，單克隆抗體研究，植物組織培養(yǎng)，放射性免疫分析等等。

分析和常規(guī)應用方面，主要有：蒸餾水器供水，蒸汽發(fā)生器，玻璃器皿清洗，樣本稀釋和試劑制備，超純水系統(tǒng)供水，固相萃取，普通化學，電化學，分光光度計，TOC分析，水質(zhì)分析，離子色譜，火焰法原子吸收，石墨爐原子吸收，液相色譜，液質(zhì)聯(lián)用（HPLC-MS），電耦合等離子光譜儀，等離子質(zhì)譜，痕量金屬檢測，氣質(zhì)聯(lián)用（GC-MS）等等.

對水的純度要求高的幾個主要應用：

電泳：電泳用水重要的要求是生物活性物質(zhì)諸如內(nèi)毒素（通常小于0.05EU/ml），核糖核酸酶和蛋白酶（不可測定）的去除。好用電阻率18.2 MΩ-cm，TOC<10ppb，0.1μm或更小孔徑的微濾以及細菌含量低于1CFU/ml的超純水作為供水。

內(nèi)毒素分析：從分離到細胞培養(yǎng)的各種應用領(lǐng)域用水都要求規(guī)定內(nèi)毒素指標，內(nèi)毒素大指標范圍從0.25IU/ml到0.03IU/ml。對內(nèi)毒素分析，適用少內(nèi)毒素的超純水，通常是0.05IU/ml或更小。超濾是制造少內(nèi)毒素超純水的必須手段（上通常使用MWCO為5000道爾頓的超濾膜），而且可以結(jié)合UV等進行光氧化。

石磨爐原子吸收光譜：石墨爐原子吸收與其他原子吸收光譜測定的不同之處是，其火焰爐被電子發(fā)熱石墨管或棒替代，能在元素分析中達到很高的靈敏度。石墨爐原子吸收要求*純水系統(tǒng)，提供ppt級的雜質(zhì)水平，18.2 MΩ-cm的電阻率和低TOC水平。內(nèi)置監(jiān)測儀提供純度保證，終的水質(zhì)指標是由良好的預處理系統(tǒng)，加上連續(xù)循環(huán)流路和純水的超純化而實現(xiàn)。

電感耦合等離子光譜儀：在電耦合等離子光譜儀應用中，對不同元素的靈敏度明顯不同，但金屬、過渡金屬、磷和硫檢測下限都在ppb范圍內(nèi)。電耦合等離子光譜儀對水的純度要求相當嚴格，電阻率大于18 MΩ-cm的超純水是必須的，TOC的要求一般不太重要，前處理要求反滲透或離子交換。

等離子質(zhì)譜：等離子質(zhì)譜可被用于測定在ppt水平的元素。對這種靈敏的等離子質(zhì)譜分析工作，水的純度要求非常嚴格，要求水中雜質(zhì)在ppt水平，電阻率18.2 MΩ-cm和較低的TOC。終的水質(zhì)指標是由良好的預處理系統(tǒng)，加上連續(xù)循環(huán)流路和純水的超純化而實現(xiàn)。

質(zhì)譜分析：質(zhì)譜能對混合物進行痕量分析，由于其高靈敏度，要求高純度的用水。所有的樣本制備和前處理，例如固相萃取都需要超純水。要求水中雜質(zhì)在ppt水平，進行有機物分析時要求電阻率18.2 MΩ-cm，非常低的TOC，一般指標小于3ppb。

痕量金屬檢測：先進的現(xiàn)代分析儀器不斷提升分析的靈敏度。痕量元素現(xiàn)在通過使用諸如等離子質(zhì)譜技術(shù)，可測定在ppt和亞ppt水平的物質(zhì)。痕量分析工作需要不含可測定成分的純水，并且水質(zhì)要求適用于嚴格靈敏的等離子質(zhì)譜工作。因此，試劑，標準樣稀釋和樣本制備均需要純度高的超純水，甚至需要在無塵室中操作。

隨著科技的發(fā)展，越來越多的應用開始要求使用純度高的超純水。

7、超純水保持佳水質(zhì)的方法

超純水取水后很容易遭到環(huán)境污染，所以使用前取水（即取即用）方式時合適的。只有把超純水與環(huán)境接觸的時間縮到短，才能夠獲得純度高的超純水。

在配置高純度的化學試劑時，盡量不要使用長時間儲桶中存放的超純水，因為儲桶經(jīng)長時間使用后，會因雜質(zhì)、微生物的污染而造成水質(zhì)的劣化，像這種水，在使用時已經(jīng)不再是超純水。純水儲桶好安裝空氣過濾器，防止環(huán)境因素造成的污染。

儲水桶請勿放置在日光直射處，水溫上升，容易造成微生物繁殖。特別是半透明儲水桶，也會因為日光通透而造成藻類繁殖。

超純水取水時一定要將初期的出水放掉，以獲得穩(wěn)定的水質(zhì)。

取水時讓超純水順著容器側(cè)壁流入，盡量不要讓氣泡產(chǎn)生，可降低空氣污染。

請不要在終端濾器后再連接軟管，使用直接取水的方式才能獲得純度高的超純水。

長時間不用純水時，應將壓力儲水桶中的RO水全部放掉以防止污染。

超純水機若長時間不使用，再次使用時應把初期純水充分放掉以確保水質(zhì)。

原則上，純水機應至少每7—10天通水一次，以防止微生物污染。

超純水使用要點：

1.即取即用

2.排掉前端初期水

3.取水時避免產(chǎn)生氣泡