實驗室純水的品質對於生命科學實驗相當重要。超純水可用於液體培養基的配製、各種酵素反應,並作為分子間相互作用的反應液。當我們進行試管內 (in vitro) 反應時,如何儘可能的與體內反應一致是非常重要的,若混入與體內反應不相干的物質,便可能造成反應速率的抑制,因此對這些不相干物質必須加以去除。

細胞培養時若遭到微生物污染而產生發熱物質(熱源 pyrogen),則是一個必須解決的問題。格蘭氏陰性菌的外膜成份 “脂多醣” (lipopolysaccharide,LPS) 是熱源的一個主要來源,當他們被體內細胞表面的受體(receptor)辨認後,生物體就會產生發炎反應,而這些物質被統稱為內毒素 (endotoxin)。由於內毒素具有熱安定性,即使蒸氣殺菌也無法去除。此外,進行 DNA、RNA 等核酸實驗時,則會有核酸分解酵素 (DNase、RNase) 污染的問題。實驗室純水機中,以加裝超濾膜 (UF膜),  對去除前述生化活性因子最為有效。

若合併使用超濾膜與紫外線照射,可更加提升污染物質的去除效率。這是因為針對有機物氧化分解用的紫外線燈,可以同時放出波長為 185 nm與具殺菌能力的 254 nm紫外線,可使實驗室純水中的微生物繁殖量減至最低,因而讓超濾膜的工作負荷盡量降低。此外,那些可以通過超濾膜的小分子有機物質,由於會對細胞產生不必要的反應,可利用紫外線照射來加以去除,就可對細胞之體內反應的影響降至最低。表 1為同時使用超濾膜與紫外線照射的實驗室純水機,對內毒素與RNase的去除效果比較。結果顯示,同時使用超濾膜與紫外燈照射的實驗室純水機, 可以有效去除上述干擾物質。

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超純水
(無超濾膜、無紫外線照射)
超純水
(超濾膜、紫外線照射)
內毒素濃度
0.001~0.1
<0.00039
RNase濃度
0.012~0.440
<0.003

 表1 使用超濾膜、紫外線照射對降低內毒素、RNase之效果

使用超純水系統,以不同品質的超純水配製無血清培養基來培養神經幹細胞,結果如圖2所示。使用經超濾膜與紫外線照射處理的超純水所培養的神經幹細胞,可以生長、延伸為良好的纖維芽細胞型態,而使用未經超濾膜與紫外線照射的超純水所培養的神經幹細胞,則呈圓形,表示細胞受到繁殖上的抑制作用。

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