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純水質(zhì)量對全自動生化分析儀及檢測結(jié)果的影響
水是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)一個非常重要但又容易被忽視的試劑。在全自動生化分析儀檢測過程中，純水作為生化反應(yīng)的載體或介質(zhì)、樣品或試劑的稀釋液和溶劑、儀器的清洗液以及反應(yīng)的參與試劑等貫穿檢測的全過程，其純化質(zhì)量的高低直接關(guān)系到檢測結(jié)果的可信度。目前國內(nèi)大部分檢驗(yàn)科實(shí)驗(yàn)室都使用反滲透中央純水系統(tǒng)。瑞楓通過對該系統(tǒng)工作流程的分析以及遇到的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)并總結(jié)了導(dǎo)致水純度不夠的幾種原因及其對全自動生化分析儀檢測的影響。
1 純水系統(tǒng)工作流程及影響因素
1．1 原水預(yù)處理 原水是指進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的自來水，預(yù)處理就是除去自來水中絕大部分的雜質(zhì)。
1.1.1方法：預(yù)處理一般使用預(yù)過濾組件包，通常包含以下內(nèi)容：
①深層過濾濾芯過濾原水中的泥沙等大的顆粒物；
②活性炭濾芯通過吸附作用去除水中的大部分有機(jī)物，特別是自來水中的余氯；
③軟化劑濾芯減少水中的鈣鎂離子濃度，降低水的硬度。如果自來水的硬度較低，也可以不安裝軟化劑濾芯。
1.1.2影響因素：
①自來水水質(zhì)：自來水中雜質(zhì)含量高時會導(dǎo)致預(yù)處理部件使用壽命縮短和處理后水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，甚至?xí)氯艿?，一般要求自來水中固體溶解物含量（TDS）小于1000 ppm。
②預(yù)處理部件使用壽命：深層過濾濾芯、活性炭濾芯、軟化劑濾芯等都是有使用壽命的材料，它們對反滲透膜具有保護(hù)作用，如果它們失效，RO膜負(fù)荷就會加重，壽命就會縮短。具體使用壽命應(yīng)根據(jù)各地自來水水質(zhì)合理設(shè)置。
1.2 反滲透膜（RO）處理
反滲透膜（RO）大量去除水中的離子和其他雜質(zhì)。去除能力通?？纱笥?5%。
1.2.1 影響因素
①進(jìn)水壓：一般純水系統(tǒng)反滲透膜都需要用高壓泵維持一定的進(jìn)水壓力才能維持正常工作，當(dāng)泵壓力不足時會導(dǎo)致產(chǎn)水量下降。
②純水系統(tǒng)的維護(hù)：純水系統(tǒng)一般都具有自動反沖洗功能，當(dāng)其設(shè)置不合理或故障以及人工維護(hù)不當(dāng)時也會影響純水機(jī)的正常工作，導(dǎo)致純化效率及水質(zhì)下降。
1.3去離子水的制備
一般經(jīng)RO膜處理過的水只能達(dá)到三級純水（電阻率>0. 2MΩ·cm）的標(biāo)準(zhǔn)。三級純水雖然已經(jīng)去除了大部分雜質(zhì)，但其中的離子等雜質(zhì)濃度還較高，會影響生化分析儀的微量檢測，因此必須將三級純水進(jìn)一步去離子以達(dá)到一級純水（電阻率≥lOMΩ·cm）的標(biāo)準(zhǔn)才能用于生化檢測。
1.3.1方法：離子交換樹脂法是純水制備的常用方法，所用的部件就是離子交換純化柱（罐），包括陰離子交換柱、陽離子交換柱和混合柱等，試劑為陰陽離子交換樹脂。陰陽離子交換樹脂一般是由苯乙烯聚合成后再通過二乙烯苯交聯(lián)得到多孔網(wǎng)狀骨架結(jié)構(gòu)，然后在骨架上連接活性基團(tuán)而形成的高分子聚合物。離子交換樹脂所連接的活性基團(tuán)可分為酸性基團(tuán)和堿性基團(tuán)兩大類型。連接酸性基團(tuán)的離子交換樹脂稱為陽離子交換樹脂，連接堿性基團(tuán)的樹脂稱為陰離子交換樹脂。
1.2.2原理：
①陽離子交換柱原理即硬水軟化原理：陽離子交換樹脂中的酸性基團(tuán)有磺酸基（-S03H）、羧基（一COOH）和苯酚基（-C6H40H）等酸性基團(tuán)，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進(jìn)行交換。
②陰離子交換柱的原理：陰離子交換樹脂中的堿性基團(tuán)有季氨基[-N （CH3）30H]、氨基（-NH2）和亞氨基（=NH）等。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用。
③混合柱：當(dāng)兩者串聯(lián)使用或混合使用時，產(chǎn)物就只有水。
1.2.3影響因素：
①離子交換樹脂的質(zhì)量：離子交換樹脂是有使用壽命限制的，當(dāng)離子交換達(dá)到一定量時就達(dá)到飽和，需要進(jìn)行再生處理，因此質(zhì)量越好總量越大其使用期限越長。
②陰陽離子交換樹脂的連接方式：復(fù)床式：若干個陽離子交換柱和若干個陰離子交換柱串聯(lián)而成，陽在前陰在后，其優(yōu)點(diǎn)是再生方便，缺點(diǎn)是出水質(zhì)量不高（單級復(fù)床式出水電阻率只有0.5 MΩ·cm，雙級復(fù)床式出水電阻率為2 MΩ·cm）?；齑彩剑簩㈥栯x子樹脂和陰離子樹脂以1:2容積比均勻混合裝入同一個交換柱內(nèi)而成，優(yōu)點(diǎn)是出水純度高（電阻率≥1OMΩ.cm），缺點(diǎn)是再生困難。聯(lián)合式：將復(fù)床式和混床式串聯(lián)起來即成，出水質(zhì)量高（電阻率zui高可達(dá)18. 3MΩ.cm，即超純水），使用壽命長。
③三級純水的純度：當(dāng)三級純水質(zhì)量不合格，其中一些非離子雜質(zhì)通過離子交換柱時就會影響離子交換柱的使用壽命并造成出水水質(zhì)的降低。有些開放性的純水系統(tǒng)將生成的三級純水儲存于水箱中以備其它用途使用時儲存時間過長或其它原因?qū)е碌亩挝廴疽矔顾兌认陆?/p>
2.1 不合格純水中的雜質(zhì)成分 純水質(zhì)量不合格也就意味著純水系統(tǒng)水純化的失敗，可能出現(xiàn)在原水預(yù)處理過程、反滲透過程、離子交換過程和純水儲存中的任何一步。無論哪一步失敗，其雜質(zhì)來源無外乎自來水和純水機(jī)水通道的污染物，主要有：
①離子，常見的有H+，Na+，K+，NH4+，Mg2+，Ca2+，F(xiàn)e3+，Cu2+，Mn2+，Zn2+，Al3+等陽離子和F-，CI-,N03-,HC03-,S042-,P043-,H2P04-,HSi03-等陰離子；
②有機(jī)物質(zhì)，如農(nóng)藥、烴類、醇類和酯類等；
③顆粒物，如自來水管道中的鐵銹和泥沙等；
④微生物；
⑤溶解氣體（Nz，02，C12，H2S，CO，CO2，CH4等）。
2.2不同雜質(zhì)成分對生化分析儀及檢測結(jié)果的影響
2.2.1 離子含量高的影響：
①zui直接的影響就是對血清（漿）中同種離子測定結(jié)果的升高，如對Mg2+，Ca2+，F(xiàn)e3+，Cu2+，Zn2+等的測定，同時也對這些項(xiàng)目的標(biāo)定產(chǎn)生影響；
②由于很多金屬離子都是酶的輔酶因子，因此當(dāng)金屬離子含量高時往往影響酶活性的檢測（如Mg2+是多種磷酸化激酶的激活劑，水中含量超標(biāo)時會導(dǎo)致這些酶活性測定值的升高；而許多重金屬離子則對酶有抑制作用，導(dǎo)致酶活性下降）；
③很多陰離子也作為酶的輔因子存在，對酶活性測定產(chǎn)生影響（如CI-對α-淀粉酶就有激活作用）；
④離子含量高的水更容易形成結(jié)晶和導(dǎo)致蛋白等有機(jī)物變性附著于管道系統(tǒng)，從而使得生化分析儀管道系統(tǒng)更易堵塞，zui終造成測定失真或失??；同時，在使用其對反應(yīng)杯進(jìn)行清洗時也很難清洗干凈，會加速反應(yīng)杯的老化和損壞，使杯空白升高。
2.2.2有機(jī)物質(zhì)的影響：有機(jī)物質(zhì)的影響主要在于對類似物質(zhì)測定時導(dǎo)致類似物質(zhì)測定結(jié)果的升高。同時，有機(jī)物含量升高也會加速管道系統(tǒng)和反應(yīng)杯的清洗困難及老化。
2.2.3顆粒物的影響：顆粒物一般很難通過純水系統(tǒng)進(jìn)入生化分析儀管道和反應(yīng)系統(tǒng)，其來源一般都是儲水箱發(fā)生二次污染，但是一旦進(jìn)入除了會導(dǎo)致吸光度升高外，還很容易堵塞管道和損壞反應(yīng)杯。
2.2.4微生物的影響：微生物的去除主要依賴原水的預(yù)處理，有些純水系統(tǒng)還在超純水處加裝紫外殺菌或者微濾、超濾等裝置，進(jìn)一步除去水中殘余的細(xì)菌、微粒、熱源等。但一旦預(yù)處理失敗或純水儲存箱被二次污染，微生物及其產(chǎn)物就能進(jìn)入生化分析儀管道系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)，可能出現(xiàn)的情況有兩種：①微生物在管道及反應(yīng)系統(tǒng)孳生，導(dǎo)致管道堵塞，同時令吸光度和杯空白升高；②微生物產(chǎn)生特定的酶對生化分析儀酶測定產(chǎn)生影響，具體產(chǎn)生什么影響取決于污染菌的類型。
2.2.5溶解氣體：溶解氣體增多產(chǎn)生的影響有：
①對同種氣體的測定的影響；
②對水的pH值也產(chǎn)生影響，如C02，Cl2，H2S等溶解增多導(dǎo)致水pH值的下降，也對pH值依賴性較強(qiáng)的生化項(xiàng)目測定產(chǎn)生影響；
③某些氣體如C12增多，因其自身氧化性較強(qiáng)，會對與氧化還原反應(yīng)相關(guān)的生化測定項(xiàng)目產(chǎn)生影響，如對基于340 nm處NADH和NADPH有吸收峰而建立的ALT，AST，BUN等的測定方法，會導(dǎo)致測定值的升高。
2.2.6其它雜質(zhì)的影響：有些純水系統(tǒng)也將zui終生成的超純水或一級純水儲存于水箱中，當(dāng)水箱有生銹情況時導(dǎo)致鐵測定不正常，通常會出現(xiàn)在壓力水箱中；還有當(dāng)機(jī)械裝置密封不嚴(yán)造成的漏油時導(dǎo)致TG測定結(jié)果升高。這些情況雖然少見，但也zui容易被忽視。
3討論
3.1 實(shí)驗(yàn)室常用的自動化純水系統(tǒng)有兩種：
①大型蒸餾器系統(tǒng)，日出水量在100 L左右，原水利用率10%—15%，能耗大，自動化程度低，制備的蒸餾水純度一般較低，適用范圍較窄，現(xiàn)在基本已經(jīng)被淘汰。
②反滲透的中央純水系統(tǒng)，由機(jī)械過濾、活性炭吸附、反滲透膜和離子交換樹脂等組成，日產(chǎn)水量500 L左右，原水利用率30%—40%，自動化程度高，能耗低，主部件可反復(fù)使用，出水純度高，目前使用廣泛。另外，有些實(shí)驗(yàn)室因條件所限，直接購買商品化純凈水使用，但商品化純凈水多為飲用水，其標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)驗(yàn)室用水標(biāo)準(zhǔn)有所不同，很容易對檢測造成影響。
3.2評價水質(zhì)的常用指標(biāo)
①電阻率，是衡量實(shí)驗(yàn)室用水導(dǎo)電性能的指標(biāo)，其隨著水內(nèi)無機(jī)離子的減少而增大，但由于水自身的解離作用，電阻率zui大只能達(dá)到18.2MΩ.cm左右，是檢測水中離子濃度的主要指標(biāo)；
②總有機(jī)碳，是指水中碳的濃度，反映水中有機(jī)化合物的含量；
③顆粒，反映水中顆粒物的濃度；
④熱原，通常為革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁代謝產(chǎn)物。
3.3 建議
①對實(shí)驗(yàn)室超純水進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范的質(zhì)量控制，定時測定純水電阻率等指標(biāo)，定期打印水質(zhì)報(bào)告。
②增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室用水質(zhì)量意識，積極防范因用水而造成的影響和損失。
③對于開放式水儲存箱的取用水要嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)防因此而造成的二次污染。
④要掌握純水機(jī)各部件的使用壽命和維護(hù)方法，積極防范因純水機(jī)部件失效而造成的各種影響水質(zhì)的情況，同時延長或保證RO膜和離子交換樹脂的壽命。
⑤要對本地區(qū)自來水水質(zhì)狀況有所了解并評估其對純水機(jī)的影響，可以通過加裝大型預(yù)處理裝置增加使用壽命。