應用過錳酸鉀的水質分析方法
2023-10-25 11:35:17
專利名稱：應用過錳酸鉀的水質分析方法
技術領域：
本發明有關一種水質分析方法，且特別是有關應用過錳酸鉀作為水溶液中生物菌落染色劑的水質分析方法。
(2)背景技術對於製造半導體組件或微細加工相關產業而言，各項製程的種種步驟皆繁複且精細，空間單位都是以微米計算，因此若微塵顆粒沾附在製作半導體組件的晶片上，便有可能影響到其上精密導線布局的樣式，造成電性短路或斷路的嚴重後果。由於去離子水(DI water，de-ionized water)是最佳的溶劑與清潔劑，在半導體工業的使用量極大，去離子水可防止水中粉粒汙染晶片，以及防止水中重金屬離子，如鉀、鈉離子汙染金屬氧化物半導體(MOS)電晶體結構的帶電載子通道(carrier channel)，影響半導體組件的工作特性。也因此，所採用的去離子水乾淨與否便十分要緊，而水質分析亦佔半導體製程中極重要的一環。若應用於清洗的去離子水不潔，例如在曝光顯影前，塗布的光阻上有因去離子水不潔所滋長的生物菌落形成，不僅改變原來形成的圖案，造成圖案失真，更進而影響整個半導體組件的運作，其影響甚大。
圖1是傳統水質分析方法流程圖，該水質分析方法是使用多個樣本分別進行分析水溶液。請參照圖1，傳統水質分析方法的各步驟是以步驟方塊101至步驟方塊106D以數字由小至大排列並依照順序說明。首先，如步驟方塊101所述，提供多個孔徑大小約0.3μm的生物濾膜，包括生物濾膜1A、1B、1C與1D。在步驟方塊102中，使用抽氣泵將約100毫升(ml)的水溶液分別通過生物濾膜1A、1B、1C與1D。然後，如步驟方塊103所述，分別注入2ml食用糖水於生物濾膜1A、1B、1C與1D上，並於溫度30℃無菌培養。
生物濾膜1A、1B、1C與1D於培養後皆進行下述的染色步驟，但其培養的時間並不相同，其中，如步驟方塊104A所述，生物濾膜1A的培養時間為24小時。如步驟方塊104B所述，生物濾膜1B為48小時。如步驟方塊104C所述，生物濾膜1C為72小時。如步驟方塊104D所述，生物濾膜1D為96小時。接著，以肉眼及顯微鏡觀察生物濾膜1A、1B、1C與1D並進行生物濾膜1A、1B、1C與1D上水溶液的生物菌落計數；如步驟方塊105A所述，計數生物濾膜1A。如步驟方塊105B所述，計數生物濾膜1B；如步驟方塊105C所述，計數生物濾膜1C，以及，如步驟方塊105D所述，計數生物濾膜1D。
另外，分別對觀察的生物濾膜1A、1B、1C與1D上水溶液的生物菌落進行照相，可以分別得到結果照片。如步驟方塊106A所述，生物濾膜1A照相後得一結果照片，如圖3A所示。如步驟方塊106B所述，生物濾膜1B照相後得一結果照片，如圖3B所示。如步驟方塊106C所述，生物濾膜1C照相後得一結果照片，如圖3C所示。如步驟方塊106D所述，生物濾膜1D照相後得一結果照片，如圖3D所示。
對於一般習知所採用的水質分析方法，於生物菌落培養時間完成即直接進行肉眼觀察與顯微鏡觀察並進行計數，然而，從結果照片的圖3A、圖3B、圖3C以及圖3D可知，因生物菌落大多數於水溶液樣本中呈現近乎無色的狀態，單以肉眼或以一般顯微鏡觀察，十分不易識別。以去離子水為樣本而言，需耗時約72小時，才能達成約94％的識別率。另外，由於生物菌落其體積大都十分微小，若有群聚的狀況，以肉眼或一般顯微鏡觀察時，便不易辨別出正確的菌數，常有誤判的狀況發生，使得計數後的生物菌落數目產生誤差。
(3)發明內容有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種水質分析的方法，其應用莫耳濃度約為0.02M(mole/l)的過錳酸鉀(Potassium Permanganate，KMnO4)作為各項水溶液中生物菌落的染色劑，以利水溶液純淨與清潔程度的判定。過錳酸鉀可將水溶液中的生物菌落染色，方便計數，染色過程進行約10～30秒。僅需要48小時培養的水溶液樣本，其所含的水溶液中生物菌落的識別率可到達90％，較傳統肉眼觀測方法更具有時效性。
根據本發明的目的，提出一種水質分析的方法，是使用多個樣本來進行分析一待測水溶液。此水質分析方法包括首先，提供一生物濾膜，將樣本通過該生物濾膜後，將生物濾膜進行培養。依不同培養時間長度的生物濾膜分別以過錳酸鉀，進行染色。染色約進行10～30秒鐘，接著使用去離子水衝洗生物濾膜。最後，計數生物濾膜上所含的生物菌落數目。
為讓本發明的上述目的、特點和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合附圖進行詳細說明如下(4)
圖1是傳統水質分析方法流程圖。
圖2是依照本發明一較佳實施例的水質分析方法流程圖。
圖3A是依照傳統水質分析方法，培養24小時的顯微鏡結果照片。
圖3B是依照傳統水質分析方法，培養48小時的顯微鏡結果照片。
圖3C是依照傳統水質分析方法，培養72小時的顯微鏡結果照片。
圖3D是依照傳統水質分析方法，培養96小時的顯微鏡結果照片。
圖4A是依照本發明較佳實施例的水質分析方法，培養24小時的顯微鏡結果照片。
圖4B是依照本發明較佳實施例的水質分析方法，培養48小時的顯微鏡結果照片。
圖4C是依照本發明較佳實施例的水質分析方法，培養72小時的顯微鏡結果照片。
圖4D是依照本發明較佳實施例的水質分析方法，培養96小時的顯微鏡結果照片。
圖5是時間與其生物菌落的識別率的關係圖。
圖6是肉眼觀察可識別的水溶液中生物菌落的顯微鏡結果照片。
圖7是極限觀測可識別的水溶液中生物菌落的顯微鏡結果照片。
(5)具體實施方式
本發明的水質分析方法，是應用過錳酸鉀作為水溶液中生物菌落的染色劑。過錳酸鉀(Potassium Permanganate)，又稱高錳酸鉀，俗名灰錳氧。分子式KMnO4，分子量158.03。它是過錳酸(HMnO4)的鉀鹽。過錳酸鉀為高氧化性的物質，更為工業界所常用的染色劑。本發明使用具有強氧化力的莫耳濃度為0.02M(mole/l)的過錳酸鉀作為水溶液中生物菌落的染色劑，可將水溶液中生物菌落先進行染色後再觀察檢視，因染色後的生物菌落顏色呈深咖啡色，與未染色前比較之下，易與周圍環境作區分，使顯色明顯，方便計數。
雖過錳酸鉀的強氧化性會將生物菌落殺死，但不改變其水溶液中生物菌落的總數，故為一可行的實施方式。請參照圖2，其是依照本發明一較佳實施例的水質分析方法流程圖。本水質分析方法是使用多個樣本分別進行分析水溶液，在圖2中，本水質分析方法的各步驟是以步驟方塊201至步驟方塊208D以數字由小至大排列並依照順序說明。首先，如步驟方塊201所述，提供多個孔徑大小約0.3μm的生物濾膜，包括生物濾膜2A、2B、2C與2D。在步驟方塊202中，使用抽氣泵將約100毫升(ml)的水溶液分別通過生物濾膜2A、2B、2C與2D。然後，如步驟方塊203所述，分別注入2ml食用糖水於生物濾膜2A、2B、2C與2D上，並於溫度30℃無菌培養。
生物濾膜2A、2B、2C與2D於培養後皆進行下述的染色步驟，但其培養的時間並不相同，其中，如步驟方塊204A所述，生物濾膜2A的培養時間為24小時。如步驟方塊204B所述，生物濾膜2B為48小時。如步驟方塊204C所述，生物濾膜2C為72小時。如步驟方塊204D所述，生物濾膜2D為96小時。接著，將生物濾膜2A、2B、2C與2D分別置入已盛有0.02M過錳酸鉀的相異容器中約10～30秒，進行染色。如步驟方塊205A所述，將生物濾膜2A染色。如步驟方塊205B所述，將生物濾膜2B染色。如步驟方塊205C所述，將生物濾膜2C染色。如步驟方塊205D所述，將生物濾膜2D染色。接下來，分別使用一去離子水衝洗生物濾膜2A、2B、2C與2D。如步驟方塊206A所述，去離子水衝洗生物濾膜2A。如步驟方塊206B所述，去離子水衝洗生物濾膜2B。如步驟方塊206C所述，去離子水衝洗生物濾膜2C。如步驟方塊206D所述，去離子水衝洗生物濾膜2D。然後，以肉眼及顯微鏡觀察生物濾膜2A、2B、2C與2D並進行生物濾膜2A、2B、2C與2D上水溶液的生物菌落計數。如步驟方塊207A所述，計數生物濾膜2A。如步驟方塊207B所述，計數生物濾膜2B；如步驟方塊207C所述，計數生物濾膜2C，以及，如步驟方塊207D所述，計數生物濾膜2D。
另外，分別對觀察的生物濾膜2A、2B、2C與2D上水溶液的生物菌落進行照相，可以分別得到結果照片。如步驟方塊208A所述，生物濾膜2A照相後得一結果照片，如圖4A所示。如步驟方塊208B所述，生物濾膜2B照相後得一結果照片，如圖4B所示。如步驟方塊208C所述，生物濾膜2C照相後得一結果照片，如圖4C所示。如步驟方塊208D所述，生物濾膜2D照相後得一結果照片，如圖4D所示。
依照上述的水質分析方法，針對不同培養時間的樣本做三重複實驗，可以分別得到生物濾膜2A、2B、2C與2D上水溶液的生物菌落數目的數值。並以傳統的水質分析方式，依照圖1中所述的各項步驟，進行另外三重複實驗。自培養時間為24小時的生物濾膜1A中，得一結果照片，如圖3A所示。自培養時間為48小時的生物濾膜1B中，得一結果照片，如圖3B所示。自培養時間為72小時的生物濾膜1C中，得一結果照片，如圖3C所示。自培養時間為96小時的生物濾膜1D中，得一結果照片，如圖3D所示。
將依照圖1的水質分析方法與依照圖2的水質分析方法所獲得的各生物菌落數目的數值，做一統合整理之後，得到一表，如第1表中所示。
第1表第1表是統合整理採用傳統與依照本發明的一較佳實施例的水質分析方法所獲得的各生物菌落數目的數據。同時，依照第1表中的數據，觀察不同培養時間所得到的生物濾膜2A、2B、2C與2D可以得到一時間與其生物菌落的識別率的關係圖，如圖5所示。圖5是時間與其生物菌落的識別率的關係圖。
在第1表中，對於採用本實施例的水質分析法所培養達48小時的生物濾膜2B，其所含的水溶液中生物菌落數與培養達96小時的生物濾膜2D相比較，識別率可到達約90％，而採用習知的水質分析法所培養達48小時的生物濾膜1B，其所含的水溶液中生物菌落數與培養達96小時的生物濾膜1D相較，識別率只到約53％。若採用習知的水質分析法而想達到90％以上的識別率，其培養時間必須拉長，如培養達72小時的生物濾膜1C，其所含的水溶液中生物菌落數與培養達96小時的生物濾膜1D相較，識別率為94％。由此可知，本發明所採用的應用過錳酸鉀作為生物菌落染色劑的水質分析方法，可縮短生物培養時間，並能達到水質分析的效果。
另外，對於採用本實施例的水質分析法的生物濾膜2A、2B、2C與2D，在經過錳酸鉀染色後進行一般觀測，於生物濾膜2A、2B、2C與2D中所含的以肉眼觀察可識別的水溶液中生物菌落，在500倍放大倍率的顯微鏡下觀察的生物菌落直徑長度至少約為184.43μm，如圖6所示。圖6是肉眼觀察可識別的水溶液中生物菌落的顯微鏡結果照片。同時，若以顯微鏡進行極限觀測，則在1000倍放大倍率的顯微鏡下觀察的生物菌落直徑長度至少約為39.10μm，如圖7所示。圖7是極限觀測可識別的水溶液中生物菌落的顯微鏡結果照片。由此可知，本發明所採用的應用過錳酸鉀作為生物菌落染色劑的水質分析方法，可使生物菌落顯色明顯，染色後的生物菌落顏色呈深咖啡色，與未染色前的無色狀態相較之下，易與周圍環境作區分，方便計數。
本發明上述實施例所揭露的水質分析方法，是應用過錳酸鉀作為水溶液中生物菌落的染色劑，由於經過錳酸鉀染色後的生物菌落顯色明顯，可清楚的形成出生物菌落的數量、大小、外觀及生長情形，較傳統方法更具有時效性。過錳酸鉀價格便宜，且方便取得，使用上具經濟性。此外，對於採用本實施例的水質分析法所培養的水溶液樣本，僅需要48小時，其識別率可到達約90％，比起傳統水質分析方法為達到相等識別率而需72小時的培養時間，故本發明可以達到更省時，迅速的功效。
綜上所述，雖然本發明已以一較佳實施例揭示如上，然而其並非用以限定本發明，例如是本實施例的水質分析法，僅需要48小時，其水溶液樣本的生物菌落可到達約90％的識別率，但若採用其它水溶液作為樣本，對於所含外觀較大的生物菌落者，為達到相等識別率所需的培養時間則可以更為縮短，並不局限是48小時。任何熟悉本技術的人員在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與替換，因此本發明的保護範圍當視後附的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種水質分析方法，是採用一樣本來分析一水溶液，該方法包括一染色的步驟，其應用過錳酸鉀作為該水溶液中生物菌落的染色劑。
2.一種水質分析方法，該方法是採用一樣本來分析一水溶液，該方法包括提供一生物濾膜；使該樣本通過該生物濾膜；將該生物濾膜進行培養；將該生物濾膜以過錳酸鉀，進行染色；使用一去離子水衝洗該生物濾膜；以及計數該生物濾膜上所含的生物菌落。
3.如權利要求2所述的水質分析方法，其特徵在於該生物濾膜的孔徑大小約0.3μm。
4.如權利要求2所述的水質分析方法，其特徵在於，是使用一抽氣泵使該些樣本通過該些生物濾膜。
5.如權利要求2所述的水質分析方法，其特徵在於將該生物濾膜進行培養的方式是；注入約2ml食用糖水於該生物濾膜上，並於溫度約30℃培養。
6.如權利要求2所述的水質分析方法，其特徵在於該過錳酸鉀的莫耳濃度約為0.02M(mole/l)。
7.如權利要求2所述的水質分析方法，其特徵在於使用過錳酸鉀將該生物濾膜染色的步驟，其染色約進行10～30秒。
8.一種水質分析方法，該方法是使用多個樣本進行分析一水溶液，而該水質分析方法包括提供多個生物濾膜；使該些樣本通過該些生物濾膜；將該些生物濾膜進行培養；將培養達不同時間長度的該些樣本，分別以過錳酸鉀，進行染色；使用一去離子水分別衝洗這些生物濾膜；以及計數這些生物濾膜上所含的生物菌落。
9.如權利要求8所述的水質分析方法，其特徵在於這些生物濾膜的孔徑大小約0.3μm。
10.如權利要求8所述的水質分析方法，其特徵在於，是使用一抽氣泵來使這些樣本通過這些生物濾膜。
11.如權利要求8所述的水質分析方法，其特徵在於將這些生物濾膜進行培養的方式是；分別注入約2ml食用糖水於這些生物濾膜上，並於溫度約30℃培養。
12.如權利要求8所述的水質分析方法，其特徵在於培養達不同時間長度的這些樣本，其時間長度分別約為24小時、48小時、72小時及96小時，而這些生物濾膜上所含的生物菌落約培養達96小時後，到達生長的極限。
13.如權利要求8所述的水質分析方法，其特徵在於該過錳酸鉀的莫耳濃度約為0.02M(mole/l)。
14.如權利要求8所述的水質分析方法，其特徵在於使用過錳酸鉀將這些生物濾膜染色的步驟，其染色約進行10～30秒。
全文摘要
一種水質分析的方法，其應用莫耳濃度約為0.02M(mole/l)的過錳酸鉀(Potassium Permanganate，KMnO4)作為水溶液中生物菌落的染色劑，以利水溶液純淨與清潔程度的判定。此水質分析方法包括首先，提供一生物濾膜，使樣本通過該生物濾膜後，將生物濾膜進行培養。依不同培養時間長度的生物濾膜分別以過錳酸鉀，進行染色。染色約進行10～30秒鐘，接著使用去離子水衝洗生物濾膜。最後，計數生物濾膜上所含的生物菌落數目。本發明所使用的水質分析方法，僅需要48小時培養的水溶液樣本，其所含的水溶液中生物菌落的識別率可到達90％，較傳統肉眼觀測方法更具有時效性。
文檔編號G01N33/48GK1591009SQ03155398
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月26日 優先權日2003年8月26日
發明者陳柏村, 黃教忠, 廖經瑋, 黃國銘 申請人:友達光電股份有限公司