低 TOC 浓度分析的加压集成在线取样器（PiOS）

简介 

Sievers* M9e 总有机碳（TOC）分析仪的 “加压集成在线 取样器（ PiOS ， Pressurized Integrated On-Line  Sampler）” 配件专用于加强微电子应用中的超纯水 （UPW）系统的有机物监测能力。在微电子应用中 （TOC 通常小于 5 ppb），监测水质的微小变化至关重 要，能够确保Z终产品质量和优化处理工艺。 当要监测的浓度很低时，总碳（TC）和无机碳（IC）的 值非常接近，因此 TOC 测量值（TOC = TC - IC）会受信 噪等干扰因素的影响。周围环境中的微气泡就是这种干 扰源之一，会导致意外的 TOC 峰值。PiOS 能给分析仪 中的样品加压 3 - 5 psig，YZ气泡的形成，确保分析 仪在低浓度下进行准确的分析。

验证 Pios 

在下列条件下进行测试，验证配置了“加压集成在线取 样器（PiOS）” 和 “标准集成在线取样器（iOS）”的分 析仪的低 TOC 分析性能： • 正常运行模式 • Turbo 运行模式 • 各标样的 TOC 回收率 • 各种环境温度、入口压力、样品温度 PiOS 不影响系统任务的运行，其中包括校准、确认、 仪器检测限等系统任务。在微电子车间进行的外部测试 的结果表明，使用 PiOS 时能够报告稳定的亚 ppb 级的 TOC 分析结果。本文将在后面的部分中详细报告此验证 的结果。

降低噪声和峰值 

与标准 iOS 相比，PiOS 能够减少低 TOC 分析结果中 的 TOC 峰值和点对点噪声（见图 1a 和 1b）。

图 1a：使用标准 iOS 的 TOC 分析

图 1b：使用 PiOS 的 TOC 分析

此外，在长时间的低 TOC（<1 ppb）测试中，PiOS 能 够报告稳定的结果和可靠的“仪器到仪器”一致性，如图 2 所示。

图 2：使用 PiOS 进行长时间测试（SN =序列号）

与配置标准 iOS 的 Sievers 900 TOC 分析仪相比，配置 PiOS 的 Sievers M9e TOC 分析仪的分析结果显示出更好 的稳定性和更少的小尖峰（图 3）。

图 3：配置 PiOS 的 M9e 与配置标准 iOS 的 900

TOC 分析性能 

图 4 中的结果表明，使用配置了 PiOS 的 M9e TOC 分析仪，能够在单台仪器内和多台仪器间得到相同的有机化 合物回收率。

图 4：4台配置 PiOS 的 M9e的 TOC 回收率百分比

在回收监测期间，常用 Turbo 模式来帮助进行快速决 策。与普通模式下的情况类似，在 Turbo 模式下， PiOS 比标准 iOS 更能减少峰值（见图 5a 和 5b）。

图 5a： 配置 PiOS 的分析仪在 Turbo 模式下进行 TOC分析

图 5b： 配置标准 iOS 的分析仪在 Turbo模式下进行 TOC 分析

可以用可选的压力计套件来测量样品压力，样品压力的 理想范围是 5 - 40 psig。在以下方面，PiOS 不影响 M9e 分析仪的性能：

 •TOC 回收率 

• 执行系统任务 

可以将可选的样瓶端口加到 PiOS，但这并非标准配置。 同高 TOC 应用相比，低 ppb 至亚 ppb 应用要求采用不 同的校准策略，以保证分析仪在低浓度下的分析性能。 在无 TOC 的情况下，自动归零功能强制校准曲线通过 零点。自动归零功能比校准标样更加有效，校准标样不 适用于低 ppb 至亚 ppb 运行 1。

结论 

PiOS 在低浓度（< 5 ppb TOC）应用中有更好的有机物 监测性能，其良好的稳定性、准确性、“仪器到仪器”一 致性对监测超纯水系统来说至关重要。PiOS 可安装于 Sievers M9e 便携式分析仪和在线型分析仪，可以安装在 新分析仪上，也可以作为现有分析仪的升级配置。 有了 PiOS，M9e 就能有效监测整个超纯水处理过程中的 有机污染物，如有机氮化合物和有机酸。PiOS 能够不 受干扰，提供稳定、准确、可靠的分析数据，从而优化 分析仪的在线 TOC 分析，更有效地监测低 ppb 甚至亚 ppb 级的超纯水系统。

参考文献： 

1. Operation, Calibration, and Autozero Guidance for TOC Monitoring in  Microelectronics UPW Applications. GE Analytical Instruments. 2015. Web. 2 Jun 2016.

简介

       苏伊士Sievers® M9^e总有机碳(TOC)分析仪的“加压集成在线取样器(PiOS，Pressurized Integrated On-Line Sampler)”配件专用于加强微电子应用中的超纯水(UPW)系统的有机物监测能力。在微电子应用中(TOC通常小于5ppb)，监测水质的微小变化至关重要，能够确保Z终产品质量和优化处理工艺。

       当要监测的浓度很低时，总碳(TC)和无机碳(IC)的值非常接近，因此TOC测量值(TOC=TC-IC)会受信噪等干扰因素的影响。周围环境中的微气泡就是这种干扰源之一，会导致意外的TOC峰值。PiOS能给分析仪中的样品加压3-5psig，YZ气泡的形成，确保分析仪在低浓度下进行准确的分析。

验证PiOS

       在下列条件下进行测试，验证配置了“加压集成在线取样器(PiOS)”和“标准集成在线取样器(iOS)”的分析仪的低TOC分析性能:

·正常运行模式

·Turbo运行模式

·各标样的TOC回收率

·各种环境温度、入口压力、样品温度

       PiOS不影响系统任务的运行，其中包括校准、确认、仪器检测限等系统任务。在微电子车间进行的外部测试的结果表明，使用PiOS时能够报告稳定的亚ppb级的TOC分析结果。本文将在后面的部分中详细报告此验证的结果。

降低噪声和峰值

       与标准iOS相比，PiOS 能够减少低TOC分析结果中的TOC峰值和点对点噪声(见图1a和1b)。

图 1a:使用标准 ios 的 TOC 分析

图 2:使用 PiOS 进行长时间测试 (SN=序列号)

       此外，在长时间的低TOC(<1ppb)测试中，PiOS能够报告稳定的结果和可靠的“仪器到仪器”一致性，如图2所示。

图 3:配置 PiOS 的 M9^e 与配置标准 ios 的 900

TOC分析性能

       图4中的结果表明，使用配置了 PiOS 的M9^e TOC分析仪，能够在单台仪器内和多台仪器间得到相同的有机化合物回收率。

图 4:4台配置 PiOS 的 M9^e 的 TOC 回收率百分比

      在回收监测期间，常用Turbo模式来帮助进行快速决策。与普通模式下的情况类似，在Turbo模式下，PiOS比标准iOS更能减少峰值(见图5a和5b)。

图5a:配置 PiOS 的分析仪在 Turbo 模式下进行 TOC 分析

图 5b: 配置标准 iOS 的分析仪在 Turbo 模式下进行 TOC 分析

      可以用可选的压力计套件来测量样品压力，样品压力的理想范围是5-40psig。在以下方面，PiOS不影响M9^e分析仪的性能:

·TOC回收率

·执行系统任务

       可以将可选的样瓶端口加到 PiOS，但这并非标准配置。同高 TOC 应用相比，低ppb至亚ppb应用要求采用不同的校准策略，以保证分析仪在低浓度下的分析性能。在无 TOC 的情况下，自动归零功能强制校准曲线通过零点。自动归零功能比校准标样更加有效，校准标样不适用于低ppb至亚ppb运行¹。

结论

       PiOS 在低浓度(<5ppb TOC)应用中有更好的有机物监测性能，其良好的稳定性、准确性、“仪器到仪器”一致性对监测超纯水系统来说至关重要。PiOS 可安装于 Sievers M9^e便携式分析仪和在线型分析仪，可以安装在新分析仪上，也可以作为现有分析仪的升级配置。

       有了PiOS，M9^e就能有效监测整个超纯水处理过程中的有机污染物，如有机氮化合物和有机酸。PiOS能够不受干扰，提供稳定、准确、可靠的分析数据，从而优化分析仪的在线TOC分析，更有效地监测低ppb甚至亚ppb级的超纯水系统。

参考文献：

1.Operation, Calibration, and Autozero Guidance for TOC Monitoring inMicroelectronics UPW Applications. GE Analytical Instruments. 2015. Web.2 Jun 2016.

       为了尽可能地降低使工艺和法规风险，选择Z适合其用途的总有机碳（TOC） 测量装置至关重要。美国 FDA 在 法 规 21CFR 211.194 中为制药行业指出，“所有使用的测试方法的适用性应在实际的使用条件下进行验证。” 在要求TOC分析仪的应用中，如果使用TOC传感器（图1），会导致更大的产品和法规风险 ， 更 多超出规范 （Out-of-specification，OOS）结果的产品成本，以及相应的产品召回。

图 1. TOC 传感器与 TOC 分析仪示例

表1. TOC分析仪和传感器的一般特征

       相反地，当使用传感器更合适时使用了TOC分析仪可导致多余的资金消耗和维护费用。当确定TOC分析仪或传感器的选择时，表1对于分析装置的一般特性及其常见用途很有帮助。

评估用途和准确度 

       所有TOC传感器的准确度都低于TOC分析仪。如果TOC装 置准备用于法规报告、管理重要的工艺控制变量、实时控 制参数放行或其他影响质量的产品属性，准确度非常重 要，使用TOC分析仪较合适。另一方面，如果准备用于一 般的TOC监控而不是用于关键的质量决定，则其他特性可 能比准确度更重要，使用TOC传感器较合适。 

       传感器一般用于监控工艺，而分析仪更适合管理工艺。传感器提供的数据仅供参考，分析仪提供的数据用于进行关 键的质量决定。TOC分析仪和传感器都具有重要的作用， 但在当前的超纯水（UPW）应用中其用途和作用不同（表 2）。

TOC技术

       水中的 TOC 测量涉及测量初始CO2（无机碳，IC），将 所有有机物完全氧化为 CO2，然后测量其氧化后的 CO2总 浓度（总碳，TC）。TC – IC = TOC。 

       某些TOC传感器只是部分地将 有机物氧化为CO2，这也解释了 其对UV光难于氧化的化合物， 诸如甲醇和尿素，回收率低。其 他TOC分析仪和传感器将有机 物完全氧化为CO2。TOC传感器 都通过电导率池直接测量CO2（直接电导率，DC方法），会 产生假正及假负的TOC结果。与 之对比，TOC分析仪将CO2通过 选 择 性 膜 扩 散 到 去 离 子 （Deionized，DI）水中，然后使 用膜电导 （Membrane-Eonductometric， MC）法在电导池测量电离的CO2。

图2显示水中不同有机物的回收率表现，显示出传感器和分析仪的功能不同。

在线TOC传感器和分析仪 

       TOC传感器比分析仪更小、便携、快速而且成本更低。Sievers 的CheckPoint TOC传感器对这些特点提供新一代的增强，而且是提供电池操作的第 一台也是唯 一的TOC测量装置。 图2显示分析仪和传感器之间的TOC性能差别。该图总结了不同 类别的有机物在三个TOC分析传感器 — Anatel 643、Thornton  5000、CheckPoint以及两台TOC分析仪 — Sievers* 500和900 上的响应的研究结果。

表2. 预期用途 — TOC分析仪和传感器

       所有传感器对含氯、硫和氮的有机物显示虚假的高回收 率，而对有机酸显示虚假的低回收率。Thornton 5000只 部分氧化有机物并报告较低的甲醇回收率结果。此外，该传感器对于难于氧化的尿素显示不同的回收率，该化合物 在半导体加工过程中非常重要。这些传感器还对痕量的非有机离子敏感，因此对标准品和系统适用性测试造成困难。

       使用膜电导测量方法的Sievers 900和500系列分析仪对所有测试化合物报告接近100％的回收率。 

结论 

• TOC分析仪和传感器都具有重要的作用，但在当前的 UPW应用中其作用不同（表2）。 

• 选择TOC装置时应着重考虑准确度和用途。 

• 使用MC方法的TOC分析仪比传感器更准确，应当应用于涉及法规报告、测量产品质量、实时放行、管理工 艺控制限值和进行系统验证的关键质量决策。 

• 使用DC方法的TOC传感器，无论制造厂商，与生俱来的对于许多类别的有机化合物测定不准确，不应依靠它们进行法规报告或对质量很关键的工艺。其合适用途是一般趋势、故障排查和一般诊断。

环境监测对药品的质量和安全至关重要。纯化水和注射用水等关键公用设备涉及到从清洁到批处理的几乎每个制造步骤。对于功能更强大的监测程序，可以使用总有机碳TOC分析仪检测纯化水回路，以进行过程控制并且实时检测到不合格或不符合趋势的结果。及时的TOC检测会减少对关键设备和在线处理批次的影响，从而节省时间和成本。

TOC在线检测仪是一款专门用于在线检测纯化水、注射用水、超纯水等去离子水中总有机碳的仪器。该仪器可以通过机器自身控制，也可由安装在计算机上的软件控制，并进行数据的分析处理，功能更完善，显示内容丰富，数据查询方便，操作简单。
性能特点
1、仪器是防水防尘。
2、电脑端口操作，一个端口可控制多台检测单元。
3、具有电子签名、审计追踪等功能。
4、紫外灯，蠕动泵易观察、易维护操作。
5、免拆式设计，便于工况观察维护。

挑战 

很多工艺使用无机酸作为重要原料。在确定特定应用的 适用性时，尤其是在确定该应用对工艺和产品的影响时， 准确评估酸的质量是至关重要的。 

酸中的可溶性杂质会影响生产工艺和产品质量。过量的有机污染物带来以下问题：

- 生产工艺效率低下 

- 产品被污染 

- 生产批次不合格 

- 工艺和产品偏差

化工行业都需要确定和控制无机酸的质量。这些行业包 括：原料药物（ API ， Active Pharmaceutical  Ingredient）、化肥、半导体加工、化学衍生物。酸用 于离子交换树脂再生，也可以是产品配方的原料。

在半导体行业中，硫酸用于晶圆蚀刻工艺。酸的纯度和 洁净度对生产至关重要，这就要求硫酸供应商对产品批 次进行污染控制，以满足工艺要求。很多行业在电镀工 艺中使用硫酸铜。为了提高化学品的性能，生产商添加 有机基体的匀染剂和增白剂。了解添加剂的用量及其潜 在的分解物，有助于控制产品质量和工艺。

解决方案

由于有机污染物的种类繁多，用总有机碳（TOC，Total  Organic Carbon）作为评估酸质量的参数不失为测量样 品杂质的有效方法。但是，分析仪器必须具有酸基体的 化学耐受性，并能在低 pH 值下有效氧化有机碳，这样才能得到正确的测量结果。

Sievers InnovOx ES 实验室型 TOC 分析仪采用超临界水 氧化（SCWO，Supercritical Water Oxidation）技术来 测量酸溶液中的 TOC 的 ppm 和 ppb 含量。事实证明，SCWO 技术能够对磷酸、盐酸、硝酸、硫酸进行精 准 的 TOC 定量分析。

技术

Sievers InnovOx 实验室型分析仪采用 SCWO 技术， 将有机碳分子氧化成CO2，然后用非分散红外 （NDIR，Non-dispersive Infrared）检测技术进行精 确定量。在使用 SCWO 技术时，先在水的临界点以上 对样品进行加热和加压。在一定条件下（375˚C 和 220 巴），水成为超临界流体，水中的有机物高度可 溶，而无机盐不溶。这就提高了氧化效率，能够精确 测量腐蚀性和复杂基质中的 TOC，甚至浓酸中的 TOC。

硫酸中含有来自其自身生产过程的各种杂质，包括有 机污染物。这些污染物即使含量极低，也会给要求使 用高纯度原料的工艺带来风险，尤其是给半导体和电 化学沉积工艺带来风险。因此，为了优化工艺操作、 提供产量，必须对酸的质量进行定量分析。

硫酸（H2SO4）

在测试中，向 H2SO4 中加入不同浓度的邻苯二甲酸氢 钾（KHP），以此来评估 Sievers InnovOx 实验室型 分析仪的分析硫酸中 TOC 的能力。将 96%浓度的 ACS 级硫酸稀释到 24%，然后分别加入 0.2、0.5 和 2  ppm TOC 的 KHP，进而证明了分析仪的分析能力。

分析在 0 - 100 ppm 范围内进行，由于样品的 pH 值 适用于 TOC 分析，故无需使用酸剂。10%过硫酸钠氧 化剂足以分析此范围的 TOC。

表 1 中的分析数据包括加标浓度、测自空白 24%硫酸 溶液的 TOC、实测 TOC、以及回收 TOC 的含量和百分比。回收的 TOC 值等于实测 TOC 减去空白 TOC。

表中的数据证明了分析仪能够定量分析浓酸溶液中的 低浓度 TOC。当 TOC 从 2 ppm 降至 0.2 ppm 时，回收率百分比就会从 偏离，这主要是因为加标浓度（200 ppb）接近空白浓度（180 ppb）。在这种低浓 度下，空白浓度或仪器基线的波动会导致结果的波动。

表 1：在 24% H2SO4中的 TOC 分析

第二项测试分析了各种浓度硫酸的 TOC 回收率。将 1  ppm TOC 的 KHP 分别加到 1、5、10 和 24%的 H2SO4中， 测量数据如表 2 所示。回收的 TOC 值等于实测 TOC 减 去空白 TOC。

表 2：1 - 24% H2SO4的 KHP 回收率

5 - 24% H2SO4的 1 ppm TOC 回收率非常好， 但 1%  H2SO4的 TOC 回收率就偏离了 45%。 当 TOC 浓度接近 空白 TOC 浓度时，空白测量值的波动会显著影响到计 算的 TOC 结果。

测试还评估了 Sievers InnovOx 实验室型分析仪分析 24% ACS 级硫酸中 0.1 - 0.5 ppm 范围 TOC 的能力。分 别将 100、200、300 ppb KHP 加到 ACS 级硫酸中，测 量结果如表 3 所示。

表 3：24% H2SO4的低于 500 ppb 的 KHP 回收率

测量结果显示了预期的增长趋势。100 ppb 加标显示 了 50 ppb 的增长，200 ppb 加标显示了 120 ppb 的增 长，300 ppb 加标显示了 230 ppb 的增长。显然，分 析仪能够检测出 410 ppb 基线上的 50 ppb 的增长， 这表明分析仪的灵敏度完全适用于分析如此低的浓度。 对硫酸进行高灵敏度分析的限制因素是基体中的基线 TOC。同任何其它分析一样，基线值附近的结果容易 变化。人们都知道，H2SO4的纯度低于同样浓度的其 它无机酸（如 HCl、HNO3等）的纯度，因此不难预料， 纯品 H2SO4中含有一定量的有机杂质。

结论 

Sievers InnovOx 实验室型分析仪能够精 准地测量出浓度Z 高为 24%的硫酸中的 TOC。 Z 高 2 ppm KHP 的 实测回收率具有出色的精确性和准确性。空白测量值 的大小和稳定性是对 H2SO4进行高灵敏度 TOC 分析的 限制因素。分析仪的灵敏度（检测限 LOD = 水中的 50 ppb）足以区分 100、200 和 300 ppb TOC。分析仪 在整个测试过程中表现出极 佳的耐用性，且能耐受 H2SO4基质，无降解迹象。

SW3000纯蒸汽取样器，纯蒸汽智能取样器，纯蒸汽风冷取样器

在制药和食品等行业无菌产品的制造和医疗卫生体系器械的消毒灭菌应用,纯蒸汽/清洁蒸汽在生产过程中是

必不可少的,具有非常重要的作用和用途,对于蒸汽的品质,在检测蒸汽的非凝结性气体、过热度和干度的同时,还需要检测蒸汽凝结成水以后的其他品质,比如电导率,pH, TOC, 内毒素, 菌群等理化指标。如何将蒸汽在不受任何污染的情况下,高效快速冷却成凝结水,并取样到实验室进行需要的指标和参数的分析,是非常关键的。采用便携式的蒸汽取样冷却器可简单而且方便快速地解决该问题。

依据行业FDA和cGMP要求设计制造，可移动，接装方便。满足不同现场使用情况，配置蒸汽不锈钢连接软管。取样器换热管采用无菌级316L不锈钢管，降低污染风险。

设备为纯风冷设计，无需外接冷凝水或添加其他冷却媒介，自带冷却风扇和散热装置，操作便捷。

产品特点

SW2000智能风冷式蒸汽冷凝水取样器，纯蒸汽智能取样器，全自动纯蒸汽取样器，纯蒸汽冷凝水取样装置，纯蒸汽冷凝水取样器

       氢氧化钠 (NaOH)，也称为苛性钠，是一种强碱，极易溶于水。

当NaOH溶解在水中时，

它会形成碱性溶液，

并且是工业中常用的强碱之一。

       对于 NaOH 水溶液，浓度与密度或声速值之间存在很好的相关性。这样一来，通过测量密度和声速，就可以获得精确的浓度测量值 (图 1)。

       NaCl 的电解是Z重要的苛性钠生产方式，其中膜电池工艺是Z新的技术，其简易工艺流程图见下方 (图 2)。

       从上图中我们发现， 25-32％ 浓度的 NaOH 离开电解槽，并且必须通过测量密度 (D) 或声速(S) 来维持安全浓度，避免对膜产生损坏。在蒸发步骤中，由密度传感器控制，将 NaOH 溶液进一步浓缩至约 50%。

       大多数生产的 NaOH 以 50% 的水溶液进行交易和运输，但其他浓度也可进行商业交易。在运输 NaOH 时，必须控制货物的质量以及卸载的安全性。通过在输送到储罐之前，测量运输液体的密度或声速，即可保证这两点。通过在整个交付过程中进行连续浓度测量，就可以很容易地检查供应商是否按照合同交付。安装在化工厂加注站的 L-Dens 7400 + Pico 3000 可用于控制卡车交付。

       对于许多工艺，经过高度浓缩的化学品都是通过卡车输送并储存在不同的罐中。并在使用前将它们稀释至所需浓度。其简易的工艺流程如下所示：

       通过测量密度 (D) 或声速 (S)，即可参照所需的浓度和精确度，控制稀释过程。一个示例应用就是饮料或食品制造商对于 CIP 化学品的稀释。

       由于 NaOH 溶液的强碱性质，需要使用特殊的材料和仪器。安东帕提供两种设置，专为在线测量二元 NaOH 溶液的浓度而设计。

       ·NaOH 密度监测仪：L-Dens 7400 INC 版本 + Pico 3000 模拟版本

       ·NaOH 声速监测仪：L-Sonic 5100 MON 版本 + Pico 3000 模拟版本

       就使用 L-Dens 7400 INC 版本密度传感器对 NaOH 溶液进行连续密度测量。该传感器采用 Incoloy 825 制成的接液部件，可以直路或旁路安装在主线上可以删除了。

       使用 L-Sonic 5100 MON 版本测量 NaOH 溶液的声速。该传感器采用 Monel 400 制成的接液部件，使用 DN 50 或 ANSI 2” 法兰直路连接管道或搅拌容器。

       对于这两种设置，都使用 Pico 3000 变送器自动计算温度补偿浓度值。

       针对NaOH溶液测量规范以及参数如下：

       安东帕创建于1922 年，总部位于奥地利。安东帕在密度和浓度的测量，溶解二氧化碳的测定，以及在流变学和粘度测量领域处于世界ling先地位。致力于为工业和科客户提供Z合适的仪器，产品范围涵盖密度计、微波消解仪、微波合成仪、旋光仪、折光仪、黏度计、流变仪、馏程分析仪、闪点测试仪、x射线结构分析、固体表面电位分析仪、表面力学性能测试仪器、在线分析检测仪表、颗粒特性分析、原子力显微镜以及固体材料直接表征等。

目的 

       建议的美国药典USP23要求，对于纯化水（PW） 和注射用水（WFI），应使用总有机碳含量（TOC） 测定替代当前的易氧化物测试。为支持使用自动进 样器在实验室测量TOC的建议要求，Z小化并去除 来自试管及样品准备过程的背景碳，是非常关键的。 

适用范围 

       本文设计用于协助制药公司遵循水质量的建议规格。 本文检验了几种不同的试管和玻璃器皿清洗方法。 

       在试管中进行总碳分析时，背景污染可有多种不同 的来源。Z大的潜在背景碳含量来源之一，可以直 接来自用于试管漂洗和样品制备的水源。为了进行 此测定，可使用诸如本研究所用的Sievers* 800型 等在线TOC分析仪直接测量水源中的总有机碳 （TOC）含量。如果水源是商品瓶装水，则应从容 器直接取样进行该分析。如果水源为实验室水系统， 充注1升干净的玻璃烧瓶并从该烧瓶取样进行分析。 表1显示了使用这些技术在Sievers分析仪得到的结果。

表1 不同低TOC水及取样方法比较

**Sievers分析仪

       当水转移到烧瓶和试管内时很容易被污染，正如以 上所示，Sievers分析仪的水转移到烧瓶中的TOC含 量更高。如果可能的话，检验所选水源类型，以显示其具有稳定的低TOC。 

       污染的第二个主要来源可来自试管和清洗步骤。为了测定TOC背景污染的初始程度，请使用强烈的清 洗步骤。在科学界广泛使用的清洗实验室玻璃器皿的方法是铬酸溶液（Sievers分析仪技术方案914- 80005），已经被从美国药典的实验室玻璃器皿清 洗<1051>章中去除。使用该步骤清洗的试管和其他 玻璃器皿将获得较低的TOC背景污染。在获得较低 的背景污染之后，需要慎重检验更温和的清洗步骤 以获得同样的结果。这里所检验的腐蚀性Z小的化 学清洗步骤是CIP-100洗涤剂。作为清洗剂的替代 方案，可使用马弗炉清洗玻璃器皿。马弗炉工艺需 要的人工更少，但初始设备成本巨大。如表2所示， 硫酸清洗、马弗炉和CIP-100洗涤剂清洗过程与铬 酸清洗过程的结果相当。CIP-100洗涤剂的一个优 点是只需要10次漂洗，而与之相比，其他清洗剂需 要15或20次漂洗。Alconox实验室洗涤剂不建议作为低TOC工作的清洗剂。

       当表 2 中所使用的试管 ， 加入足够的苯醇醚 （Octoxynol）（Triton X-100），形成当充满去离 子水时50 ppm（以碳计）的溶液，这时的清洗是有 挑战性的。使这些标准添加溶液在各试管中干燥， 然后进行各种清洗步骤。

       当细菌污染成为问题时，微生物群落存在类似的情 况。在这里开发了无菌化技术，以应对微生物工作 中遇到的交叉污染问题。 此概念可部分适用于碳样品的制备。

例如，适合碳 样品制备的无菌化概念为：

1) 避免直接触摸垫片、移液管、自动取样器针和其 他与样品直接接触的设备， 

2) 制备样品时时避免对着它们呼吸， 

3) 避免采集前几毫升的样品流，采集样品前等待， 直到一些体积经过并净化管道后，并且 

4) 当将试管载入自动取样器时避免接触覆盖试管的隔膜。

       第二种意见是仅使用新试管进行 TOC 分析。这种做 法费钱费力，因为这些新试管需要进行 15 次漂洗 的准备步骤。使用此方法获得的 TOC 值列在表 3 中。

       而另一种方法是购买制造商预清洗的试管。然而此 处列出的试管，供应商没有直接测试其 TOC，而是 测试其挥发性有机化合物。因此，没有保证其Z大 TOC 含量。这些预清洗的试管充注 Sievers 低有机 物去离子水，并在仪器上进行分析。结果如图 4 所 示。   

       减小背景碳污染的第三步是遵守严格的制备技术。 特别小心地处理与样品接触的试剂和设备，因为碳 污染无处不在。 

     例如，储存在塑料袋中的垫片，如果手伸入内部时， 可能受到残留的手纹油的污染。表 5 显示了使用故意被手纹直接污染的隔膜时更高的 TOC 含量。右列 显示了在样品制备时上下表面皆有触摸的隔膜。碳污染量是样品制备时与脏手或表面接触程度的反映。

结论 

在样品制备的三个方面叙述了背景碳的潜在原 因。要在低碳背景污染下获得稳定的 TOC 结果， 水、试管和样品制备方法都必须仔细地监控。

表2 试管清洗的不同清洗方案比较

表3 新试管的漂洗与测试

表4 预清洁试管充满并测试

表5 样品制备时无菌相对非无菌化垫片触摸