纯水机内置切向流超滤，有效去除 TOC残留
时间：2023-12-21 阅读：1768
超纯水是使用HPLC，GC-MS 和ICP-MS 等分析技术进行成功可靠分析的基础，随着这些分析技术的精密性及灵敏度要求越来越高，更容易受到所用缓冲液及溶液中痕量污染物的干扰。因此，对各种系统组件和耗材的质量要求也相应提高。
介绍
对于成品水中总有机碳(TOC)含量特别低的应用要求，通常采用活性炭和颗粒过滤技术进行预处理，然后使用反渗透技术进行下一步纯化，这些工艺通常能够去除水中95% - 98% 的污染物质(如盐、颗粒和有机化合物)。再由超纯水系统进行最终的纯化步骤，该超纯水系统产生的成品水质量达到并优于ASTM Type I 级水标准要求，这是通过利用以下技术实现的：
• 预纯化处理(预纯化柱1号)，含有专门定制的活性炭和去离子树脂的混合物，能够去除水中大部分剩余离子以及剩余TOC 分子
• 采用185/254 nm双波长紫外灯照射，通过氧化高效降低TOC 水平
• 精纯化柱2号，含有活性炭以吸附TOC 分解产物，并通过去离子树脂将水纯化至18.2MΩ电阻率系统内置切向流超滤(UF)模块
• 0.45+0.2 μm 无菌级终端过滤器可有效截留细菌和颗粒物，确保在使用端提供除菌除颗粒的安全用水
图1. Arium ® 流程图
分子量截留(MWCO)的重要性
有机残留物(总有机碳(TOC))会对HPLC、ICP-MS等色谱应用产生很大的影响干扰。因此，需要将色谱分析中使用的超纯水TOC含量降到尽可能低的水平，除了运用活性炭吸附、紫外灯氧化这些标准方法外，还可以采用系统超滤模块进行最终纯化。
采用切向流过滤设计的内置UF超滤技术已被广泛应用于从产品水中去除任何残留的功能酶以及核酸污染物。超滤阶段也可用于降低未通过吸附去除的各种特别是非离子型的TOC化合物。
UF(超滤)是一种常见的技术，可用于有机物从溶液中的去除或浓缩，并且可以通过改变膜材料和MWCO规格来实现更大范围的分子大小和类型。大于膜的相应MWCO分子被截留在浓缩物内，而较小的分子则随渗透物穿过膜，离子电荷或生物活性对该技术的效率几乎没有影响。
更重要的是，超滤膜的完整性也可以得到验证。这是一个相当大的优势，因为这意味着只有使用完整的膜，能够确保对大于指定MWCO 的分子进行持续有效的截留。
Arium® Pro VF超纯水系统中采用内置UF超滤膜设计，具有切向流过滤技术(图2.2)的额外优势，而不是用于设备使用点的外部死端过滤(图2.1)。内置UF能够通过水在膜表面的流动，有效阻止分子在膜上的沉积，从而显著减少超滤膜的污染和堵塞。在水分配使用前，无需对其进行冲洗，从而减少对环境资源的消耗。通过系统可选的清洁程序，能够有效延长内置UF 模块的使用寿命，降低用户总体成本。
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图2. 左图：死端过滤示意图；右图：切向流过滤原理图
总结
通过上游活性炭过滤器吸附和超纯水系统内置紫外灯氧化这些标准技术，可以成功地降低TOC 水平，而内置超滤模块能够去除使用标准技术以外的残留TOC。因此，其能够帮助降低先前标准纯化步骤未能完全去除的不带电有机成分。这不仅在生命科学应用领域发挥着至关重要的作用(针对内毒素、核酸酶、蛋白酶的去除)，也能进一步降低TOC 对一些分析检测应用所造成的影响。