本記事では、比抵抗値や電気伝導率の概要と水の比抵抗値が18.2MΩ・cmを超えられない理由について解説しています。超純水を精製するには必要不可欠な事柄のため、興味のある方はぜひ参考にしてみてください。
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比抵抗値とは、水の中に含まれているイオン量を指します。イオン量は別名無機物量ともいい、量と電気の伝導率の悪さは反比例の関係にあります。すなわち、イオン量が多ければ多いほど比抵抗値が小さくなります。逆に無機物量が小さいと、値は大きくなります。
またイオンが少ないほど電気を通しにくくなり、多いほど電気を通すことから、電気抵抗率とも呼ばれています。
電気伝導率とは、物質中における電気の流れやすさを表している値です。導電率や電気伝導度とも呼ばれており、単位長さあたりの比伝導率Sm-1（S/m）を用いて表します。値はイオンが多ければ多いほど上昇する傾向にあり、水質監視項目の一つです。
また比抵抗値とは、物質における電気の通りにくさを表す値で、単位はオームメートルです。双方は、逆数の関係にあるのが特徴でイオンの量が多いと伝導率は大きく、比抵抗値は小さくなります。一方で超純水の場合は伝導率が小さく、比抵抗値は大きい値となります。
超純水製造装置で超純水を精製した場合、比抵抗値は17.5～18.2MΩ・cmです。この数値が出ると、水中に不純物がほとんどないという状態であるということを示しています。ここで留意したいのがTOC（Total Organic Carbon）についてです。TOCは有機物総量の指標を示すものであり、比抵抗値とTOCには相関がないという点です。
そのため比抵抗値には18MΩ・cmと出ているのに、有機物濃度が高い可能性があるということです。比抵抗値だけでなく、TOCの両方を測定するのが望ましいと言えます。
タンパク質の結晶化には、非常に純潔な水が不可欠です。微量のイオンや金属不純物が存在すると、溶液中でタンパク質が凝集・変性しやすくなり、結晶が形成されなかったり、結晶形が均一にならないなどの障害が生じます。
さらに、等電点付近での精製中には、微量の塩類が沈殿や吸着を引き起こすリスクもあり、結晶試料の品質や再現性が大幅に下がることがあります。また、不純物によって結晶格子に歪みや回転秩序の乱れが生じ、成功率や結晶品質が低下する恐れがあります。
HPLC や UHPLC などの高感度分析では、ピークの再現性・検出感度を維持するため、比抵抗値 18.2 MΩ・cm（Type I 超純水）を確保することが極めて重要です。このレベルの水質は、粒子・菌体・有機・イオン性不純物を極力除去することで、ベースラインの揺らぎや“ゴーストピーク”、ピークのテールや分裂などの異常を防ぎ、検出感度や再現性を確保します。これを満たさない水を使用すると、実験誤差が大きくなり、分析結果の信頼性が損なわれます。
仕事や研究で毎日使う超純水だから、高い精度で安定的に供給される仕組みをつくる必要があります。そのためにシェアNo.1の機器を導入すればいいかというと、必ずしもそうではありません。
大事なのは、精製が止まるというリスクを低減すること。私たち編集チームでは、あえて「メーカーを分散させる」ことをおすすめします。このサイトではそうすべき理由と、分散運用におすすめのメーカーを詳しく紹介しているので、ぜひチェックしてみてください。
水の無機物を限界まで除去すると、18.2MΩ・cmを超えられるのでは？と考える人も少なくないでしょう。しかし比抵抗値18.2MΩ・cmを超える超純水は存在しません。
超純水（H2O）自体も「H+」と「OH-」に解離、すなわちイオン化していることが理由であり、電気を通してしまうからです。比抵抗値18.2MΩ・cmの水とは、理論上最高の超純水と言えるでしょう。
理論上最高の超純水を製造できる超純水製造装置は様々なメーカーで販売されています。ここでは、取り扱いメーカーと代表的な商品について紹介します。
設置面積が小さく様々な規模のラボに活用できます。最大7年間の使用を想定した耐久性試験を行っており、UVランプの寿命を延ばすことでランニングコストを削減しています。
| 採水スピード | 1滴から1.6L/分 |
|---|---|
| 比抵抗値 | 18.2MΩ・cm |
| TOC値 | 不明 |
| 本体サイズ | 不明 |
| 重量 | 不明 |
| 電源 | 不明 |
| 供給水 | 不明 |
| 会社所在地 | 東京都目黒区下目黒1-8-1 アルコタワー5F |
|---|---|
| 電話番号 | 03-4531-1145 |
| 公式サイト | https://www.sigmaaldrich.com/JP/ja |
搭載機能を簡素化してシンプルな設計にすることで低価格・低コストランニングを実現。国内メーカーで手厚いサポートが整っています。短期間で納入可能です。
| 採水スピード | 1.0L/min |
|---|---|
| 比抵抗値 | 比抵抗：18.2MΩ・cm |
| TOC値 | 5ppb以下 |
| 本体サイズ | W290×D428×H598mm |
| 重量 | 約24kg |
| 電源 | AC100～240V 単相50/60Hz共通本体:DC24V 60VA |
| 供給水 | 水道水（純水可） |
| 会社所在地 | 東京都江東区新砂1-2-8 |
|---|---|
| 電話番号 | 03-5635-5191 |
| 公式サイト | https://puric.organo.co.jp/ |
蒸留水を複合カートリッジと有機物分解用UVランプに通水することで不純物を極限まで除去した超純水が採水できます。あｍた、高純度蒸留水生成機構を搭載し、1台で高純度蒸留水と超純水の採水を実現しました。
| 採水スピード | Max.1L/min（採水速度可変機能付） |
|---|---|
| 比抵抗値 | 比抵抗：18.2MΩ・cm |
| TOC値 | 10ppb以下 |
| 本体サイズ | W600×D490×H1,640mm |
| 重量 | 約90kg |
| 電源 | AC200V 単相19A/50Hz |
| 供給水 | 水道水（純水可） |
| 会社所在地 | 東京都千代田区内幸町2-2-3 日比谷国際ビル5F |
|---|---|
| 電話番号 | 03-5521-2160 |
| 公式サイト | https://www.advantec.co.jp/ |
アドバンテック東洋が製造する超純水製造装置
RFU
の詳細を見る
カラータッチディスプレイとアイコンでの操作が可能であるのが特徴で、実験用手袋を着けていても反応するため着脱の必要がありません。精製水の質の制限値が設定可能で、値を超えると警告メッセージが表示されます。
| 採水スピード | 不明 |
|---|---|
| 比抵抗値 | 18.2MΩ×cm |
| TOC値 | 10ppb |
| 本体サイズ | 不明 |
| 重量 | 不明 |
| 電源 | 100–240V |
| 供給水 | 水道水 |
| 会社所在地 | 東京都品川区北品川1-8-11 Daiwa品川Northビル4F |
|---|---|
| 電話番号 | 03-6478-5200 |
| 公式サイト | https://www.sartorius.com/en |
全自動電子制御を採用し、難しい設定は不要です。卓上型と壁取り付け型の2種類があり、精製量別に4種類が選択可能となっています。万が一障害が出た場合はバックライトの色が変化して警告が表示されます。
| 採水スピード | 約15L/時～約60L/時 |
|---|---|
| 比抵抗値 | 18.25MΩcm |
| TOC値 | 不明 |
| 本体サイズ | 40×45×45cm |
| 重量 | 約45Kg |
| 電源 | 100-240V、50-60Hz/120W |
| 供給水 | 不明 |
| 会社所在地 | 東京都新宿区大久保2-2-9 22山京ビル |
|---|---|
| 電話番号 | 03-3200-0234 |
| 公式サイト | https://ogawaseiki.info/ |
ここでは編集チームが独自に調査した会社から、メルク社のMilli-Qに匹敵する優れた性能の超純水製造装置を扱うメーカーを、特におすすめできる機種とともにご紹介しています。
気になる機器が見つかったら、リンクボタンから直接問い合わせるか、出入りする理化学販売店の営業担当にご相談してみてください。
選定条件：Google検索「超純水製造装置」で検索した結果から、ラボ向けの超純水製造装置を自社開発している、もしくは海外メーカーの公認輸入代理店であることが公式サイトに記載されている全8社を調査（2024年5月17日調査時点）
・アドバンテック東洋（RFU）の選定理由：8社の内、全国に網羅している営業所・サポートセンター・特約店の数が調査時最多で、施工や工事を請け負うグループ会社を有している（2024年5月17日調査時点）
・オルガノ（ピューリック）の選定理由：8社の内、公式サイトに掲載されたラインナップの超純水精製水量の幅がもっとも広い（2024年5月17日調査時点）
