Ultrareines Wasser: Zubereitung und Testung für Laboranwendungen

Reagenzienwasser wird in Laboren verwendet, in denen Instrumente Chemikalien in Billionsteln messen, wodurch die Chance, dass ein Verunreinigungsmittel die Prüfung beeinträchtigt, sehr hoch ist. Reagenzienwasser muss ultrarein sein; das heißt, es darf nichts enthalten, was potenziell die Laborgeräte oder Reagenzien (die Materialien, die zur Durchführung der Tests verwendet werden) beeinträchtigen könnte. Selbst mit destilliertem Wasser zu beginnen, reicht nicht aus.

Beginnen Sie mit dem Wassersystem

Egal wie rein das Wasser anfangs ist, wenn Verunreinigungen in das Wassersystem eingeführt werden, ist das Ergebnis eine unannehmbar unreine Wasserqualität. Ein ultrareines Wassersystem muss aus einem einzigen Kunststoff wie Polypropylen hergestellt sein, der ohne Füllstoffe, Weichmacher oder in der Herstellung verwendete Substanzen produziert wurde, um das Entfernen der Teile aus ihren Formen zu erleichtern. Darüber hinaus sollte auch ein Adsorptionssystem (wie das Leiten des Wassers durch einen Aktivkohlefilter), das Gase und flüssige oder feste Verunreinigungen anzieht und entfernt, in das Wassersystem integriert werden. Ultraviolette Oxidation kann im System verwendet werden, um Bakterien und andere Mikroorganismen zu beseitigen.

Filtern

Ein 0,2-Mikron-Absolutfilter wird als letzte Stufe zur Wasserreinigung in all diesen Wassersystemen verwendet, um es auf Reagenzienqualität zu bringen. Die Herausforderung bei der Gestaltung oder Auswahl dieses Filters besteht darin, sicherzustellen, dass die endgültige Filterung selbst keine Verunreinigungsstoffe einführt, was den gesamten Zweck zunichtemachen würde. Quellen von Verunreinigungen können von Filtrationspartikeln (wie dem Aktivkohle) und allen Benetzungsmitteln stammen, die verwendet werden, um das Wasser gleichmäßiger durch den Fließen zu lassen.

Spülen des Systems

Es mag offensichtlich erscheinen, aber ein wichtiger Schritt zur Erlangung von ultrareinem Wasser, das im Labor verwendet werden kann, ist das Spülen des Wassersystems, bevor das Wasser zum Mischen mit anderen Chemikalien oder zum Durchführen von Tests verwendet wird. Die Labortechniker müssen genügend Tests durchführen, um zu bestimmen, wie lange das Wasser am Anfang des Tages, wann immer ein Filter oder eine andere Komponente ausgetauscht werden muss und wann immer Wasser für eine Probe entnommen wird, durch das System laufen muss. Das lange genug Laufen des Wassers durch das System ist die einzige Möglichkeit, sicherzustellen, dass das Wasser aus dem Hahn so rein ist, wie es sein sollte.

Testen

Zwei Arten von Verunreinigungen müssen getestet werden: Chemikalien und Mikroorganismen wie Bakterien. Bei chemischer Verunreinigung ist die bevorzugte Testmethode die Verwendung von Chromatographie, die das zu testende Material in seine Bestandteile trennt. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen: Säulenchromatographie mischt die Probe mit einem Lösungsmittel und leitet sie durch adsorptive Materialien, an denen verschiedene Substanzen haften, während andere zur nächsten Stufe durchlaufen. Gelpermeationschromatographie trennt Verbindungen nach der Größe der Moleküle. Weitere Methoden umfassen Gaschromatographie (häufig in TV-Shows wie CSI zu sehen) und Ionenaustauschchromatographie.

Bei Mikroorganismen war die bis in die späten 1990er Jahre verfügbarste Methode, das Wasser durch einen extrem feinen Filter zu leiten und den Rückstand einige Tage bis eine Woche zu kultivieren, dann die Anzahl der gewachsenen Bakterienkolonien zu zählen. Im Jahr 1998 entwickelte eine Gruppe japanischer Wissenschaftler eine Methode unter Verwendung von Antikörpern, die an ein Enzym gebunden sind, das bei einer chemischen Reaktion Licht erzeugt, um sich an DNA zu heften. Die Methode macht lebende und tote Organismen sichtbar, weil sie leuchten.