در قلمرو تحقیقات آزمایشگاهی ، کیفیت آب مورد استفاده می تواند به طور قابل توجهی بر نتایج تجربی تأثیر بگذارد. یک سیستم آب خالص آزمایشگاه ابزاری اساسی برای اطمینان از رعایت آب از استانداردهای خلوص بالا مورد نیاز برای کاربردهای مختلف علمی است. اما یک سؤال متداول که محققان و مدیران آزمایشگاه اغلب از آنها می پرسند این است: آیا یک آزمایشگاه آب خالص می تواند همه ناخالصی ها را از بین ببرد؟ من به عنوان تأمین کننده سیستم های آب خالص آزمایشگاه ، به این سؤال می پردازم و بینش هایی ارائه می دهم.
درک ناخالصی های موجود در آب
آب ، حتی به ظاهر خالص ترین آن ، حاوی انواع ناخالصی ها است. اینها را می توان به طور گسترده ای به چند دسته طبقه بندی کرد.
1. ناخالصی های معدنی
ناخالصی های معدنی شامل نمک های محلول مانند سدیم ، کلسیم ، منیزیم و فلزات سنگین مانند سرب ، جیوه و کادمیوم است. این مواد می توانند در واکنشهای شیمیایی تداخل داشته باشند ، بر صحت ابزارهای تحلیلی تأثیر بگذارند و باعث خوردگی در تجهیزات آزمایشگاهی شوند. به عنوان مثال ، در یک آزمایش بیوشیمیایی ، وجود یون های فلزی ممکن است واکنش های جانبی ناخواسته را کاتالیز کند یا به پروتئین ها متصل شود و ساختار و عملکرد آنها را تغییر دهد.
ترتیب ناخالصی های ارگانیک
ناخالصی های آلی از ترکیبات مبتنی بر کربن تشکیل شده است ، از هیدروکربن های ساده گرفته تا پلیمرهای پیچیده. این موارد می تواند از منابع مختلفی مانند آلودگی محیطی ، متابولیسم میکروبی یا باقیمانده از مواد تمیز کننده حاصل شود. آلاینده های آلی می توانند در کشت سلولی ، کروماتوگرافی و سایر سنجش های بیولوژیکی و شیمیایی تداخل داشته باشند. به عنوان مثال ، در یک آزمایش کشت سلولی ، ناخالصی های آلی ممکن است برای سلول ها سمی باشد و منجر به رشد غیر طبیعی یا مرگ سلولی شود.
3. ناخالصی های میکروبیولوژیکی
میکروارگانیسم هایی مانند باکتری ها ، قارچ ها و ویروس ها نوع دیگری از ناخالصی در آب هستند. آنها می توانند نمونه ها را آلوده کنند ، باعث ایجاد مثبت کاذب در آزمایشات میکروبیولوژیکی شوند و اندوتوکسین هایی تولید کنند که می تواند بر آزمایش های بیولوژیکی تأثیر بگذارد. در یک فرآیند تولید دارویی ، وجود باکتری ها در آب مورد استفاده برای فرمولاسیون دارو می تواند منجر به آلودگی محصول شود و خطر جدی برای ایمنی بیمار ایجاد کند.
4 ماده ذرات
ماده ذرات شامل مواد جامد معلق مانند گرد و غبار ، ماسه و ذرات کلوئیدی است. این ذرات می توانند فیلترها را مسدود کنند ، به ابزارهای تحلیلی آسیب برساند و در اندازه گیری های نوری اختلال ایجاد کنند. در یک آزمایش میکروسکوپی ، وجود ذرات در آب مورد استفاده برای تهیه نمونه می تواند منظره را مبهم کند و به دست آوردن مشاهدات دقیق را دشوار کند.
چگونه سیستم های آب خالص آزمایشگاه کار می کنند
سیستم های آب خالص آزمایشگاه برای از بین بردن این ناخالصی ها از طریق ترکیبی از تکنیک های مختلف تصفیه طراحی شده اند.
1. قبل - درمان
مرحله اول اکثر سیستم های آب خالص آزمایشگاه قبل از تصفیه است که به طور معمول شامل تصفیه رسوب ، فیلتراسیون کربن فعال و نرم شدن آب است. فیلترهای رسوب ذرات بزرگ را از بین می برند ، در حالی که فیلترهای کربن فعال ناخالصی های آلی و کلر را جذب می کنند. نرم کننده های آب یون های کلسیم و منیزیم را از بین می برند ، که می تواند باعث ایجاد مقیاس در سیستم شود.
2. اسموز معکوس (RO)
اسمز معکوس یک مرحله تصفیه کلیدی در بسیاری از سیستم های آب خالص آزمایشگاه است. در RO ، آب از طریق یک غشای نیمه نفوذ پذیر تحت فشار مجبور می شود ، که به مولکول های آب اجازه می دهد در حالی که بیشتر نمک های محلول ، ترکیبات آلی و میکروارگانیسم ها را رد می کنند ، از طریق آن عبور کنند. RO می تواند تا 95 - 99 ٪ یون های معدنی ، مولکول های آلی و ذرات را از بین ببرد.
3. تبادل یونی
از تبادل یونی برای حذف بیشتر یون های معدنی باقیمانده از آب استفاده می شود. در یک بستر رزین یون - تبادل ، یون های با بار مثبت (کاتیونها) و یونهای با بار منفی (آنیون ها) در آب به ترتیب برای یون های هیدروژن و هیدروکسید رد و بدل می شوند. این فرایند می تواند آب با سطح بسیار کمی نمک محلول تولید کند.
4. Ultrafiltration (UF)
از اولترافیلتراسیون برای از بین بردن مولکولهای بزرگتر مانند پروتئین ها ، اندوتوکسین ها و برخی میکروارگانیسم ها استفاده می شود. غشاهای UF دارای منافذی هستند که به اندازه کافی کوچک هستند که بتوانند این آلاینده ها را حفظ کنند در حالی که اجازه می دهند آب و مولکول های کوچکتر از آن عبور کنند.
5. تقطیر
تقطیر یک روش سنتی برای تصفیه آب است که شامل جوشاندن آب و چگالش بخار است. این فرایند به طور موثری بیشتر ناخالصی ها ، از جمله نمک های معدنی ، ترکیبات آلی و میکروارگانیسم ها را از بین می برد. با این حال ، این انرژی - فشرده است و ممکن است برای برنامه های مقیاس بزرگ مناسب نباشد.
6. تابش اشعه ماوراء بنفش
از تابش اشعه ماوراء بنفش برای ضد عفونی آب با غیرفعال کردن میکروارگانیسم ها استفاده می شود. نور UV به DNA باکتری ها ، ویروس ها و قارچ ها آسیب می رساند و از تولید مثل آنها جلوگیری می کند. این ماده اغلب به عنوان مرحله نهایی در فرایند تصفیه برای اطمینان از ایمنی میکروبیولوژیکی آب استفاده می شود.
آیا سیستم های آب خالص آزمایشگاه می توانند همه ناخالصی ها را از بین ببرند؟
در حالی که سیستم های آب خالص آزمایشگاه در از بین بردن طیف گسترده ای از ناخالصی ها بسیار مؤثر هستند ، غیر واقعی است که انتظار داشته باشیم آنها همه ناخالصی ها را به طور کامل از بین ببرند.
1. محدودیت های فنی
هر تکنیک تصفیه محدودیت های خود را دارد. به عنوان مثال ، غشاهای RO ممکن است مقداری نشت داشته باشند و اجازه می دهد مقدار کمی ناخالصی از آن عبور کند. رزین های یون - مبادله می توانند به مرور زمان اشباع شوند و اثربخشی خود را از دست بدهند. غشای اولترافیلتراسیون ممکن است برای مولکولهای بسیار کوچک میزان رد محدودی داشته باشد. حتی تقطیر ، که یکی از مؤثرترین روشهای تصفیه محسوب می شود ، ممکن است ترکیبات آلی فرار که دارای نقطه جوش مشابهی برای آب هستند ، حذف نکند.
2. خطرات آلودگی
همچنین خطر آلودگی در هنگام ذخیره و توزیع آب خالص وجود دارد. اگر مخزن ذخیره سازی به درستی نگهداری نشود ، می تواند به یک زمین پرورش برای میکروارگانیسم ها تبدیل شود. به طور مشابه ، لوله ها و اتصالات مورد استفاده برای توزیع آب می توانند ناخالصی ها مانند ذرات یا مواد شیمیایی را که از مواد شسته شده اند ، معرفی کنند.
با این حال ، سیستم های آب خالص آزمایشگاه مدرن برای به حداقل رساندن این خطرات طراحی شده اند. به عنوان مثال ، بسیاری از سیستم ها برای جلوگیری از آب راکده و کاهش خطر رشد میکروبی به حلقه های چرخشی مجهز شده اند. آنها همچنین از مواد با کیفیت بالا برای مخازن ذخیره سازی و لوله های توزیع برای به حداقل رساندن شستشوی استفاده می کنند.
سیستم های آب خالص آزمایشگاه ما
ما به عنوان تأمین کننده سیستم های آب خالص آزمایشگاه ، ما طیف وسیعی از محصولات را برای پاسخگویی به نیازهای متنوع مشتریان ارائه می دهیم. ماسیستم آب Ultrapure سری Duraبرای برنامه های حجم بالا طراحی شده است و تأمین مداوم آب Ultrapure با کیفیت عالی را فراهم می کند. این ترکیب چندین فن آوری تصفیه ، از جمله RO ، تبادل یون و اولترافیلتراسیون ، برای از بین بردن طیف گسترده ای از ناخالصی ها است.
درMaster - D Series System آب Ultrapureیک سیستم جمع و جور و قابل اعتماد است که برای آزمایشگاه های کوچکتر مناسب است. این سطح تصفیه بالایی را ارائه می دهد و کار و نگهداری آن آسان است.
ماسیستم آب اولتراپور سری Smart - D سرییک سیستم هوشمند و انرژی - کارآمد است که از فناوری کنترل پیشرفته برای بهینه سازی فرایند تصفیه استفاده می کند. می توان آن را برای پاسخگویی به الزامات خاص برنامه های مختلف سفارشی کرد.
پایان
در نتیجه ، در حالی که یک سیستم آب خالص آزمایشگاه نمی تواند تمام ناخالصی ها را به طور کامل از بین ببرد ، می تواند سطح ناخالصی ها را برای رعایت استانداردهای بالا - خلوص مورد نیاز برای اکثر برنامه های آزمایشگاهی کاهش دهد. محققان و مدیران آزمایشگاه با درک انواع ناخالصی های موجود در آب و اصول کار سیستم های آب خالص آزمایشگاه ، می توانند در مورد انتخاب و استفاده از این سیستم ها تصمیمات آگاهانه بگیرند.
اگر به سیستم های آب خالص آزمایشگاه ما علاقه مند هستید و دوست دارید در مورد الزامات خاص خود بحث کنید ، ما از شما دعوت می کنیم تا برای مشاوره دقیق با ما تماس بگیرید. تیم متخصصان ما آماده هستند تا در انتخاب مناسب ترین سیستم برای آزمایشگاه خود به شما کمک کنند.
منابع
- "اصول تصفیه آب" توسط انجمن کیفیت آب
- "کتابچه راهنمای تصفیه آب" توسط انجمن آثار آب آمریکا
- "تصفیه آب آزمایشگاهی: راهنمای انتخاب سیستم مناسب" توسط Thermo Fisher Scientific
