「TOC是什麼？為什麼以前都沒有人提過! 」
「為什麼使用UV燈可以降低TOC濃度？」
「我是做生命科學實驗的，TOC的高低對我有什麼意義？」
首先，什麼是TOC？
TOC是由英文 Total Organic Carbon 的字首所組成，意思是「總有機碳」，或有時會寫成Total Oxidizable Carbon，總之，它指的就是水中有機物的碳元素濃度。
但為什麼稱之為總有機碳而非總有機物呢，這是因為在有機物的化學組成中，碳元素是不可或缺的，所以我們利用光氧化或化學氧化的方式來氧化水中有機物中的碳，使其立即變成二氧化碳，然後再測量其增加的二氧化碳量，即非常容易推算出水中「有機碳」的總量，所以稱之為「有機碳」。
但為什麼我們要使用「有機碳」而非「有機物」來呈現水中有機物的濃度呢！這是因為水中幾萬種有機物,其碳：氫:氧 的比例各有不同，所以很難從「碳」在總有機物的不確定的比例關係來推算出「總有機物」來，所以為了事事求是，科學上還是選擇了使用「總有機碳」來表達水中總有機物的濃度。
然而，我們為什麼要花心思來去除並監測水中的總有機碳呢 !
這是因為在科學的用途上，對純水中的有機物濃度要求很低，在1~20ppb範圍內，但原水(大部分情況是自來水)的有機物濃度卻太高，在1,000至20,000ppb範圍內，相差約一千倍左右，所以通常純水製造商會使用多種純化方法來去除水中的有機物至可用的範圍內。
有那些純化的方法呢？
- 活性碳: 利用活性碳超大表面積( 1,000m2/g)及其化學吸附特性，可做為純化流程的的一道處理，能有效去除約七八成的水中有機物。
- 逆滲透濾膜過濾：能夠有效去除水中95%以上的有機物,在純化流程中，逆滲透扮演了最關鍵的一道處理。
- UV燈中的光氧化功能：使用其中最短波長(但最高能量)的185nm波長的光子來進行氧化作用。
如果純水中的有機物濃度偏高時，會有什麼樣的影響呢？
- 有機分析化學的影響(GC,HPLC,Mass)：如果實驗過程中使用超純水來調配標準液或稀釋樣本，則超純水中的TOC(多為高分子並富含苯環)就是偵測的背景值，也就是雜訊，會影響分析儀器應有的靈敏度或它的偵測極限，或惡化標準誤差。還有，較高的TOC會污染(fouling)分離管柱(column)的基質(media)表面，使其化學特性改變，產生不必要的drifting，有時，TOC會沉澱在光學flow cell的內壁上，降低透光性，時偵測線性偏移。
- 對DNA/RNA電泳及對western blotting的影響:超純水的有機物來自於自來水，而自來水來自於大自然，除了有機物種類繁多之外,有機物多為高分子並富含苯環，化學性質安定並且具有很高的吸光率(absorptivity)或螢光特性(fluorescence)，所以當使用較高TOC的超純水來調配電泳agarose gel或緩衝液時，在DNA/RNA/protein定量時，會因TOC造成的背景值太高而掩蓋了某些有意義的峰值(peak or signal)，降低整個實驗的檢測能力。
對PCR的影響:基本上，水中有機物的主要成分是天然高分子如腐植酸或 fulvic acid (平均分子式: C135H182O95N5S2)，可能會與DNA 或酵素結合而影響實驗結果。 - 對IC (Ion chromatography)的影響：高分子的水中有機物會與IC分離管柱中的介質(離子交換樹脂)的表面有機物官能基結合，影響分離效果，或與金屬離子形成錯離子或chelating 或ligand，干擾實驗結果。
- 對分光光度計(各種物質的定量或定濃度)的影響具有苯環的有機高分子對紫外光/可見光/紅外線皆有很高的吸光係數，造成不必要又不穩定的背景值，並可能與稀薄的樣本有不期望的結合。
- 對蛋白質純化與結晶的影響可能會干擾或嵌入結晶體內，造成不確定的分析因素。