CN1295507C - 应用过锰酸钾的水质分析方法 - Google Patents
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Abstract
一种水质分析的方法，其应用克分子量浓度约为0.02M(mole/l)的过锰酸钾(Potassium Permanganate，KMnO4)作为水溶液中生物菌落的染色剂，以利水溶液纯净与清洁程度的判定。此水质分析方法包括：首先，提供一生物滤膜，使样本通过该生物滤膜后，将生物滤膜进行培养。依不同培养时间长度的生物滤膜分别以过锰酸钾，进行染色。染色约进行10～30秒钟，接着使用去离子水冲洗生物滤膜。最后，计数生物滤膜上所含的生物菌落数目。本发明所使用的水质分析方法，仅需要48小时培养的水溶液样本，其所含的水溶液中生物菌落的识别率可到达90%，较传统肉眼观测方法更具有时效性。
Description
(1)技术领域
本发明有关一种水质分析方法，且特别是有关应用过锰酸钾作为水溶液中生物菌落染色剂的水质分析方法。
(2)背景技术
对于制造半导体组件或微细加工相关产业而言，各项制程的种种步骤皆繁复且精细，空间单位都是以微米计算，因此若微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶片上，便有可能影响到其上精密导线布局的样式，造成电性短路或断路的严重后果。由于去离子水(DI water，de-ionized water)是最佳的溶剂与清洁剂，在半导体工业的使用量极大，去离子水可防止水中粉粒污染晶片，以及防止水中重金属离子，如钾、钠离子污染金属氧化物半导体(MOS)晶体管结构的带电载子通道(carrier channel)，影响半导体组件的工作特性。也因此，所采用的去离子水干净与否便十分要紧，而水质分析亦占半导体制程中极重要的一环。若应用于清洗的去离子水不洁，例如在曝光显影前，涂布的光阻上有因去离子水不洁所滋长的生物菌落形成，不仅改变原来形成的图案，造成图案失真，更进而影响整个半导体组件的运作，其影响甚大。
图1是传统水质分析方法流程图，该水质分析方法是使用多个样本分别进行分析水溶液。请参照图1，传统水质分析方法的各步骤是以步骤方块101至步骤方块106D以数字由小至大排列并依照顺序说明。首先，如步骤方块101所述，提供多个孔径大小约0.3μm的生物滤膜，包括生物滤膜1A、1B、1C与1D。在步骤方块102中，使用抽气泵将约100毫升(ml)的水溶液分别通过生物滤膜1A、1B、1C与1D。然后，如步骤方块103所述，分别注入2ml食用糖水于生物滤膜1A、1B、1C与1D上，并于温度30℃无菌培养。
生物滤膜1A、1B、1C与1D于培养后皆进行下述的染色步骤，但其培养的时间并不相同，其中，如步骤方块104A所述，生物滤膜1A的培养时间为24小时。如步骤方块104B所述，生物滤膜1B为48小时。如步骤方块104C所述，生物滤膜1C为72小时。如步骤方块104D所述，生物滤膜1D为96小时。接着，以肉眼及显微镜观察生物滤膜1A、1B、1C与1D并进行生物滤膜1A、1B、1C与1D上水溶液的生物菌落计数；如步骤方块105A所述，计数生物滤膜1A。如步骤方块105B所述，计数生物滤膜1B；如步骤方块105C所述，计数生物滤膜1C，以及，如步骤方块105D所述，计数生物滤膜1D。
另外，分别对观察的生物滤膜1A、1B、1C与1D上水溶液的生物菌落进行照相，可以分别得到结果照片。如步骤方块106A所述，生物滤膜1A照相后得一结果照片，如图3A所示。如步骤方块106B所述，生物滤膜1B照相后得一结果照片，如图3B所示。如步骤方块106C所述，生物滤膜1C照相后得一结果照片，如图3C所示。如步骤方块106D所述，生物滤膜1D照相后得一结果照片，如图3D所示。
对于一般习知所采用的水质分析方法，于生物菌落培养时间完成即直接进行肉眼观察与显微镜观察并进行计数，然而，从结果照片的图3A、图3B、图3C以及图3D可知，因生物菌落大多数于水溶液样本中呈现近乎无色的状态，单以肉眼或以一般显微镜观察，十分不易识别。以去离子水为样本而言，需耗时约72小时，才能达成约94％的识别率。另外，由于生物菌落其体积大都十分微小，若有群聚的状况，以肉眼或一般显微镜观察时，便不易辨别出正确的菌数，常有误判的状况发生，使得计数后的生物菌落数目产生误差。
(3)发明内容
有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种水质分析的方法，其应用克分子量浓度约为0.02M(mole/l)的过锰酸钾(Potassium Permanganate，KMnO4)作为各项水溶液中生物菌落的染色剂，以利水溶液纯净与清洁程度的判定。过锰酸钾可将水溶液中的生物菌落染色，方便计数，染色过程进行约10～30秒。仅需要48小时培养的水溶液样本，其所含的水溶液中生物菌落的识别率可到达90％，较传统肉眼观测方法更具有时效性。
根据本发明的目的，提出一种水质分析的方法，是使用多个样本来进行分析一待测水溶液。此水质分析方法包括：首先，提供一生物滤膜，将样本通过该生物滤膜后，将生物滤膜进行培养。依不同培养时间长度的生物滤膜分别以过锰酸钾，进行染色。染色约进行10～30秒钟，接着使用去离子水冲洗生物滤膜。最后，计数生物滤膜上所含的生物菌落数目。
为让本发明的上述目的、特点和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图进行详细说明如下：
(4)附图说明
图1是传统水质分析方法流程图。
图2是依照本发明一较佳实施例的水质分析方法流程图。
图3A是依照传统水质分析方法，培养24小时的显微镜结果照片。
图3B是依照传统水质分析方法，培养48小时的显微镜结果照片。
图3C是依照传统水质分析方法，培养72小时的显微镜结果照片。
图3D是依照传统水质分析方法，培养96小时的显微镜结果照片。
图4A是依照本发明较佳实施例的水质分析方法，培养24小时的显微镜结果照片。
图4B是依照本发明较佳实施例的水质分析方法，培养48小时的显微镜结果照片。
图4C是依照本发明较佳实施例的水质分析方法，培养72小时的显微镜结果照片。
图4D是依照本发明较佳实施例的水质分析方法，培养96小时的显微镜结果照片。
图5是时间与其生物菌落的识别率的关系图。
图6是肉眼观察可识别的水溶液中生物菌落的显微镜结果照片。
图7是极限观测可识别的水溶液中生物菌落的显微镜结果照片。
(5)具体实施方式
本发明的水质分析方法，是应用过锰酸钾作为水溶液中生物菌落的染色剂。过锰酸钾(Potassium Permanganate)，又称高锰酸钾，俗名灰锰氧。分子式KMnO4，分子量158.03。它是过锰酸(HMnO4)的钾盐。过锰酸钾为高氧化性的物质，更为工业界所常用的染色剂。本发明使用具有强氧化力的克分子量浓度为0.02M(mole/l)的过锰酸钾作为水溶液中生物菌落的染色剂，可将水溶液中生物菌落先进行染色后再观察检视，因染色后的生物菌落颜色呈深咖啡色，与未染色前比较之下，易与周围环境作区分，使显色明显，方便计数。
虽过锰酸钾的强氧化性会将生物菌落杀死，但不改变其水溶液中生物菌落的总数，故为一可行的实施方式。请参照图2，其是依照本发明一较佳实施例的水质分析方法流程图。本水质分析方法是使用多个样本分别进行分析水溶液，在图2中，本水质分析方法的各步骤是以步骤方块201至步骤方块208D以数字由小至大排列并依照顺序说明。首先，如步骤方块201所述，提供多个孔径大小约0.3μm的生物滤膜，包括生物滤膜2A、2B、2C与2D。在步骤方块202中，使用抽气泵将约100毫升(ml)的水溶液分别通过生物滤膜2A、2B、2C与2D。然后，如步骤方块203所述，分别注入2ml食用糖水于生物滤膜2A、2B、2C与2D上，并于温度30℃无菌培养。
生物滤膜2A、2B、2C与2D于培养后皆进行下述的染色步骤，但其培养的时间并不相同，其中，如步骤方块204A所述，生物滤膜2A的培养时间为24小时。如步骤方块204B所述，生物滤膜2B为48小时。如步骤方块204C所述，生物滤膜2C为72小时。如步骤方块204D所述，生物滤膜2D为96小时。接着，将生物滤膜2A、2B、2C与2D分别置入已盛有0.02M过锰酸钾的相异容器中约10～30秒，进行染色。如步骤方块205A所述，将生物滤膜2A染色。如步骤方块205B所述，将生物滤膜2B染色。如步骤方块205C所述，将生物滤膜2C染色。如步骤方块205D所述，将生物滤膜2D染色。接下来，分别使用一去离子水冲洗生物滤膜2A、2B、2C与2D。如步骤方块206A所述，去离子水冲洗生物滤膜2A。如步骤方块206B所述，去离子水冲洗生物滤膜2B。如步骤方块206C所述，去离子水冲洗生物滤膜2C。如步骤方块206D所述，去离子水冲洗生物滤膜2D。然后，以肉眼及显微镜观察生物滤膜2A、2B、2C与2D并进行生物滤膜2A、2B、2C与2D上水溶液的生物菌落计数。如步骤方块207A所述，计数生物滤膜2A。如步骤方块207B所述，计数生物滤膜2B；如步骤方块207C所述，计数生物滤膜2C，以及，如步骤方块207D所述，计数生物滤膜2D。
另外，分别对观察的生物滤膜2A、2B、2C与2D上水溶液的生物菌落进行照相，可以分别得到结果照片。如步骤方块208A所述，生物滤膜2A照相后得一结果照片，如图4A所示。如步骤方块208B所述，生物滤膜2B照相后得一结果照片，如图4B所示。如步骤方块208C所述，生物滤膜2C照相后得一结果照片，如图4C所示。如步骤方块208D所述，生物滤膜2D照相后得一结果照片，如图4D所示。
依照上述的水质分析方法，针对不同培养时间的样本做三重复实验，可以分别得到生物滤膜2A、2B、2C与2D上水溶液的生物菌落数目的数值。并以传统的水质分析方式，依照图1中所述的各项步骤，进行另外三重复实验。自培养时间为24小时的生物滤膜1A中，得一结果照片，如图3A所示。自培养时间为48小时的生物滤膜1B中，得一结果照片，如图3B所示。自培养时间为72小时的生物滤膜1C中，得一结果照片，如图3C所示。自培养时间为96小时的生物滤膜1D中，得一结果照片，如图3D所示。
将依照图1的水质分析方法与依照图2的水质分析方法所获得的各生物菌落数目的数值，做一统合整理之后，得到一表，如第1表中所示。
| 計數後結果 | (三重複様本) | A(24小時) | B(48小時) | C(72小時) | D(96小時) | ||||||||
| 採習知的方法1A~1D | 生物菌落數目 | 8 | 11 | 14 | 26 | 30 | 28 | 50 | 52 | 49 | 50 | 54 | 56 |
| 平均數 | 11 | 28 | 50 | 53 | |||||||||
| 辨識率 | 20.75 | 52.83 | 94 | 100 | |||||||||
| 採用本實施例的方法2A~2D | 生物菌落數目 | 41 | 39 | 36 | 47 | 52 | 48 | 51 | 53 | 54 | 52 | 56 | 58 |
| 平均數 | 39 | 49 | 53 | 55 | |||||||||
| 辨識率 | 70.91 | 89.09 | 96.36 | 100 | |||||||||
第1表
第1表是统合整理采用传统与依照本发明的一较佳实施例的水质分析方法所获得的各生物菌落数目的数据。同时，依照第1表中的数据，观察不同培养时间所得到的生物滤膜2A、2B、2C与2D可以得到一时间与其生物菌落的识别率的关系图，如图5所示。图5是时间与其生物菌落的识别率的关系图。
在第1表中，对于采用本实施例的水质分析法所培养达48小时的生物滤膜2B，其所含的水溶液中生物菌落数与培养达96小时的生物滤膜2D相比较，识别率可到达约90％，而采用习知的水质分析法所培养达48小时的生物滤膜1B，其所含的水溶液中生物菌落数与培养达96小时的生物滤膜1D相较，识别率只到约53％。若采用习知的水质分析法而想达到90％以上的识别率，其培养时间必须拉长，如培养达72小时的生物滤膜1C，其所含的水溶液中生物菌落数与培养达96小时的生物滤膜1D相较，识别率为94％。由此可知，本发明所采用的应用过锰酸钾作为生物菌落染色剂的水质分析方法，可缩短生物培养时间，并能达到水质分析的效果。
另外，对于采用本实施例的水质分析法的生物滤膜2A、2B、2C与2D，在经过锰酸钾染色后进行一般观测，于生物滤膜2A、2B、2C与2D中所含的以肉眼观察可识别的水溶液中生物菌落，在500倍放大倍率的显微镜下观察的生物菌落直径长度至少约为184.43μm，如图6所示。图6是肉眼观察可识别的水溶液中生物菌落的显微镜结果照片。同时，若以显微镜进行极限观测，则在1000倍放大倍率的显微镜下观察的生物菌落直径长度至少约为39.10μm，如图7所示。图7是极限观测可识别的水溶液中生物菌落的显微镜结果照片。由此可知，本发明所采用的应用过锰酸钾作为生物菌落染色剂的水质分析方法，可使生物菌落显色明显，染色后的生物菌落颜色呈深咖啡色，与未染色前的无色状态相较之下，易与周围环境作区分，方便计数。
本发明上述实施例所揭露的水质分析方法，是应用过锰酸钾作为水溶液中生物菌落的染色剂，由于经过锰酸钾染色后的生物菌落显色明显，可清楚的形成出生物菌落的数量、大小、外观及生长情形，较传统方法更具有时效性。过锰酸钾价格便宜，且方便取得，使用上具经济性。此外，对于采用本实施例的水质分析法所培养的水溶液样本，仅需要48小时，其识别率可到达约90％，比起传统水质分析方法为达到相等识别率而需72小时的培养时间，故本发明可以达到更省时，迅速的功效。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，例如是本实施例的水质分析法，仅需要48小时，其水溶液样本的生物菌落可到达约90％的识别率，但若采用其它水溶液作为样本，对于所含外观较大的生物菌落者，为达到相等识别率所需的培养时间则可以更为缩短，并不局限是48小时。任何熟悉本技术的人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与替换，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。
Claims (14)
1.一种水质分析方法，是采用一样本来分析一水溶液，该方法包括一染色的步骤，其应用过锰酸钾作为该水溶液中生物菌落的染色剂。
2.一种水质分析方法，该方法是采用一样本来分析一水溶液，该方法包括：
提供一生物滤膜；
使该样本通过该生物滤膜；
将该生物滤膜进行培养；
将该生物滤膜以过锰酸钾，进行染色；
使用一去离子水冲洗该生物滤膜；以及
计数该生物滤膜上所含的生物菌落。
3.如权利要求2所述的水质分析方法，其特征在于该生物滤膜的孔径大小为0.3μm。
4.如权利要求2所述的水质分析方法，其特征在于，是使用一抽气泵使该些样本通过该些生物滤膜。
5.如权利要求2所述的水质分析方法，其特征在于将该生物滤膜进行培养的方式是；注入2ml食用糖水于该生物滤膜上，并于温度30℃培养。
6.如权利要求2所述的水质分析方法，其特征在于该过锰酸钾的克分子量浓度为0.02M。
7.如权利要求2所述的水质分析方法，其特征在于使用过锰酸钾将该生物滤膜染色的步骤，其染色进行10～30秒。
8.一种水质分析方法，该方法是使用多个样本进行分析一水溶液，而该水质分析方法包括：
提供多个生物滤膜；
使该些样本通过该些生物滤膜；
将该些生物滤膜进行培养；
将培养达不同时间长度的该些样本，分别以过锰酸钾，进行染色；
使用一去离子水分别冲洗这些生物滤膜；以及
计数这些生物滤膜上所含的生物菌落。
9.如权利要求8所述的水质分析方法，其特征在于这些生物滤膜的孔径大小为0.3μm。
10.如权利要求8所述的水质分析方法，其特征在于，是使用一抽气泵来使这些样本通过这些生物滤膜。
11.如权利要求8所述的水质分析方法，其特征在于将这些生物滤膜进行培养的方式是；分别注入2ml食用糖水于这些生物滤膜上，并于温度30℃培养。
12.如权利要求8所述的水质分析方法，其特征在于培养达不同时间长度的这些样本，其时间长度分别为24小时、48小时、72小时及96小时，而这些生物滤膜上所含的生物菌落培养达96小时后，到达生长的极限。
13.如权利要求8所述的水质分析方法，其特征在于该过锰酸钾的克分子量浓度为0.02M。
14.如权利要求8所述的水质分析方法，其特征在于使用过锰酸钾将这些生物滤膜染色的步骤，其染色进行10～30秒。
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