Thực hành tốt trong việc sử dụng nước siêu tinh khiết

1.  Vệ sinh và rửa cột lọc

Trong quy trình sản xuất, các loại cột lọc thường được bổ sung chất bảo quản để gia tăng tuổi thọ và hiệu suất sử dụng, đặc biệt là trong trường hợp của cột lọc thẩm thấu ngược (RO). 

Hình 1 cho thấy tầm quan trọng của việc rửa cột RO khi mới lắp đặt. Tạp nhiễm hữu cơ (TOC) ban đầu cao khoảng 500 ppb, sau đó giảm dần theo thời gian xuống khoảng 95 ppb khi rửa cột sau 300 phút.

Hình 1. Sự thay đổi của mức TOC theo thời gian khi rửa cột lọc thẩm thấu ngược RO lần đầu tiên

Nước siêu tinh khiết nên được sử dụng ngay sau khi sản xuất, bởi vì nguy cơ nước này tái hấp thụ các tạp chất từ không khí hoặc từ vật chứa nước. Tuy nhiên, đôi khi việc lưu trữ nước tinh khiết là cần thiết trước khi nước tiếp tục qua các bước lọc tiếp theo để sản xuất ra nước siêu tinh khiết. Do thời gian tiếp xúc của nước tinh khiết với bề mặt bồn chứa có thể kéo dài, việc lựa chọn vật liệu của bồn cần được thực hiện cẩn thận để tránh việc chiết xuất tạp chất hữu cơ hoặc ion vào nước.

Hai loại vật liệu được lựa chọn thử nghiệm gồm polyethylen mật độ cao (HDPE) và polypropylene (PP). Nước siêu tinh khiết được bảo quản trong chai đã tráng kỹ trong 24 giờ, nước được phân tích rồi loại bỏ. Thử nghiệm được lặp lại 3 lần. Bảng 1 và Hình 4 cho thấy bồn chứa làm bằng nhựa HDPE là lựa chọn tốt hơn so với PP.

3.  Giám sát chất lượng nước

Giám sát chất lượng nước để đảm bảo độ lặp lại và kết quả của thử nghiệm. Các công cụ giám sát thường được sử dụng là máy đo độ dẫn điện và máy phân tích tổng lượng carbon hữu cơ (TOC).

• Độ dẫn điện dựa trên dòng điện tử đi qua dung dịch và tỷ lệ thuận với nồng độ ion, điện tích và độ linh động của chúng.

• Phép đo TOC cho biết tổng lượng chất hữu cơ hiện diện trong nước

Nhiều phân tử hữu cơ không dễ dàng bị oxy hóa và kết quả là không làm ảnh hưởng đến độ dẫn điện của nước. Tương tự, giá trị TOC thấp phản ánh hàm lượng tạp hữu cơ mà không chỉ ra được hàm lượng ion kim loại hoặc muối trong nước. Do đó, việc kết hợp cả hai công cụ giám sát này giúp phản ánh chính xác hơn về độ tinh khiết của nước.

Thử nghiệm được thực hiện bằng cách thêm một lượng lớn sucrose vào nước tinh khiết. Hình 5 cho thấy đầu tiên sucrose được giữ lại bởi than hoạt tính bên trong cột lọc (không dùng đèn UV), sau đó tăng dần theo thời gian khi tiếp tục thêm sucrose.

Hình 5. Đánh giá điện trở suất và mức TOC của nước siêu tinh khiết sau khi thêm sucrose vào bồn chứa. Điện trở suất không thay đổi, mặc dù TOC tăng theo thời gian.

Khi hệ thống lọc nước không hoạt động thường xuyên, chất lượng nước còn lại bên trong hệ thống sẽ dần suy giảm. Vì vậy, tốt nhất nên xả bỏ vài lít nước đầu tiên trước khi lấy nước sử dụng để đảm bảo nước luôn được làm mới.

Hình 6 chứng minh rằng một số chất tạp nhiễm hữu cơ có thể hiện hữu trong nước ban đầu được lấy từ hệ thống lọc nước. Kết quả phân tích cho thấy khi hàm lượng tạp hữu cơ giảm dần khi lượng nước còn lưu lại trong hệ thống được xả bỏ hoàn toàn. 

Hình 6. Ảnh hưởng của việc súc rửa hệ thống trên đường nền khi phân tích bằng phương pháp HPLC (A) và LC-MS (B)

Theo Bảng 2, mức độ vi khuẩn giảm khi lượng nước đi qua lọc cuối càng nhiều. Điều này cho thấy vi khuẩn quan sát được ở đầu ra của lọc cuối có thể có nguồn gốc từ không khí. Trước khi sử dụng nước, nên xả bỏ một lượng nước lớn hơn 1 lít qua lọc cuối để loại bỏ vi khuẩn. Thậm chí, có thể đạt được kết quả tốt hơn bằng cách đặt đầu ra của lọc cuối ở khu vực vô trùng, chẳng hạn như tủ hút dòng chảy nhiều tầng.

Bảng 2: Hàm lượng vi khuẩn trong nước siêu tinh khiết sau đi qua lọc cuối Millipak được kết nối với hệ thống Milli-Q

5.  Lựa chọn dụng cụ chứa phù hợp

Nước siêu tinh khiết là một dung môi hòa tan rất tốt vì có khả năng hấp thụ cao với các hợp chất hóa học trong môi trường xung quanh. Nó dễ dàng hấp thụ các chất từ các vật chứa cũng như các hơi hóa chất từ không khí trong phòng thí nghiệm. Trong Hình 7, các dụng cụ chứa như bình polyethylene và chai thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm. Các loại vật chứa này có khả năng chiết xuất các phân tử hữu cơ vào nước siêu tinh khiết. Vật chứa làm từ thủy tinh ít chứa hữu cơ hơn, nhưng cũng có thể thôi nhiễm các hợp chất vô cơ vào nước. Polyvinyl clorua (PVC) và fluoropolymer (PFA) cũng là những vật liệu được sử dụng phổ biến.

Hình 7. Sắc ký đồ HPLC đảo pha của nước siêu tinh khiết được bảo quản trong bình chứa polyethylen (A) hoặc bình thủy tinh (B). Độ hấp thụ đo ở bước sóng 254 nm

Bảng 3 chỉ ra rằng nhiều hợp chất có thể thôi nhiễm từ những loại vật liệu cấu tạo bình chứa vào trong nước siêu tinh khiết khi phân tích bằng phương pháp ICP-MS. Hình 8 chỉ ra rằng khi các hóa chất này hiện diện trong môi trường không khí phòng thí nghiệm cũng có thể bị hấp thụ vào trong nước tinh khiết và ảnh hưởng đến kết quả phân tích LC-MS.

Do đó, điều quan trọng là luôn sử dụng nước siêu tinh khiết vừa mới sản xuất và bảo quản trong dụng cụ chứa thích hợp để tránh ảnh hưởng đến kết quả phân tích.

Bảng 3: Sự ảnh hưởng của vật liệu cấu tạo nên dụng cụ chứa trên nước siêu tinh khiết. Sau khi rửa từng dụng cụ chứa 5 lần với nước siêu tinh khiết từ thiết bị Milli-Q® Element, nước mới sản xuất từ thiết bị được thu vào các thùng chứa và được phân tích bằng ICP-MS.

Hình 8. Biểu đồ tổng ESI+ (từ m/z 150 đến 600) của nước cấp HPLC được giữ ở nhiệt độ phòng, mở nắp tiếp xúc với không khí ba lần một tuần trong 15 phút trong khoảng thời gian kéo dài  2 tháng. Kết quả cho thấy xuất hiện nhiều tín hiệu của tạp chất.

Công ty TNHH Thiết bị Khoa học Việt Anh là đối tác phân phối chính thức và lâu năm về sản phẩm máy lọc nước của Merck - Millipore. Đội ngũ bán hàng và kỹ sư lành nghề của chúng tôi luôn sẵn sàng để mang lại sự hài lòng cao nhất cho Quý khách hàng. Để biết thêm thông tin chi tiết, Quý khách hàng có thể liên hệ theo hotline 090 175 5852 hoặc để lại thông tin tại đây.

Tài liệu tham khảo

High Purity Water: Hints and Tips - Lab Water Solutions, Merck, Guyancourt, France