Água de alta pureza para laboratório é algo indispensável para produzir experimentos confiáveis e repetíveis. Evitar a contaminação é essencial para qualquer método biológico e a qualidade da água usada para preparação de amostras e soluções é tão importante quanto outros reagentes.
A qualidade da água do laboratório também afeta o desempenho e a eficiência operacional dos instrumentos analíticos. O uso de água pura com qualidade confiável não apenas garante melhores resultados, mas também ajuda a manter equipamentos sensíveis e reduzir o tempo de inatividade a longo prazo.
Abaixo vamos falar um pouco sobre os 3 tipos de água de alta pureza para laboratório:
Água Tipo 1 (Água Ultrapura)
A água tipo I, também conhecida como Água Ultrapura, é a forma mais pura de água a ser produzida. É usado para as aplicações mais críticas e procedimentos analíticos avançados.
Isso inclui:
- Análise Geral
- Análise TOC
- Aplicações Sensíveis A Pirogênio
- Biologia Micro E Molecular
- Citometria De Fluxo
- Cromatografia De Íons (IC)
- Cromatografia Gasosa (GC)
- Cromatografia Líquida De Alta Performance (HPLC)
- Cultura De Células E Tecidos
- Espectroscopia De Absorção Atômica (AAS)
- Espectroscopia De Massa Com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-MS)
- Reação Em Cadeia Da Polimerase (PCR)
Água de alta pureza para laboratório Tipo I também pode ser usado em aplicações que requerem água Tipo II. Esta é uma prática bastante comum que pode ajudar a evitar a geração de subprodutos durante as aplicações.
Água Tipo 2
O grau de água Tipo II não tem a mesma pureza do Tipo I, mas ainda mantém altos níveis de pureza. É uma boa água de alimentação para analisadores clínicos, pois o acúmulo de cálcio é reduzido com esse tipo de água de alta pureza para laboratório.
Também pode ser usado em aplicações como:
- Práticas gerais de laboratório
- Análise e preparação microbiológica
- Eletroquímica
- FAAS
- Espectrofotometria Geral
A água de alta pureza para laboratório tipo 2 também pode ser usado como água de alimentação para a produção de água Tipo I.
Água Tipo 3 (Água de Osmose Reversa)
A água de grau III, também conhecida como água de osmose reversa(RO), é a água de alta pureza para laboratório produzida através da osmose reversa. De todos os tipos de água pura, ela tem o menor nível de pureza, mas normalmente é o ponto de partida para aplicações básicas de laboratório, como limpeza de vidraria, banhos de aquecimento ou preparação de meios. Também pode ser usado como água de alimentação para a produção de água Tipo I.
Medidas/Fatores que determinam a pureza da água de laboratório:
Condutividade:
A condutividade da água de alta pureza para laboratório é medida em microSiemens por centímetro (µS/cm) a uma temperatura de 25°C. Ela é o inverso da resistividade e representa a habilidade do líquido em conduzir eletricidade. A condutividade é amplamente utilizada na avaliação da qualidade da água, desde a sua fonte até o consumo humano, e serve como uma medida não precisa dos níveis de íons presentes no líquido.
Resistividade da água:
A resistividade da água de alta pureza para laboratório é expressa em Mega-Ohms por centímetro (MO-cm) a uma temperatura de 25°C e está diretamente relacionada à condutividade: uma alta resistividade corresponde a uma baixa condutividade. Além disso, a resistividade fornece uma medida do teor iônico da água. Ao contrário da condutividade, a resistividade é principalmente utilizada na avaliação de água altamente purificada, com o objetivo de determinar sua qualidade.
Níveis de compostos orgânicos:
Os níveis de compostos orgânicos na água podem existir em diversas formas, tornando impraticável medir cada um individualmente. Em vez disso, o indicador mais útil é o teor de carbono orgânico total (TOC) presente na solução. Para mensurá-lo, é utilizado um processo de oxidação dos compostos orgânicos presentes, seguido da quantificação dos produtos resultantes dessa oxidação. Atualmente, o TOC é o método mais próximo que temos de um ‘indicador universal’ para identificar a presença de impurezas orgânicas na água.
Como alternativa, técnicas cromatográficas podem ser utilizadas para determinar as características específicas do conteúdo orgânico na água. No entanto, esses métodos são geralmente considerados dispendiosos e demorados para serem aplicados em fluxos de trabalho de monitoramento geral.
Contaminação Biológica da Água:
A contaminação biológica da água é um problema comum quando se trata de água não tratada, pois pode conter bactérias e outros microrganismos indesejados. Para manter baixos níveis bacterianos, são utilizadas técnicas como filtração, tratamento UV e soluções esterilizantes. Esses níveis bacterianos são geralmente relatados em unidades formadoras de colônias por mililitro (CFU/ml).
Para determinar as espécies bacterianas individuais e as contagens totais de células viáveis, é necessário um período de incubação em um meio de crescimento apropriado. Além disso, as contagens de bactérias podem ser monitoradas por meio de testes de epifluorescência, que permitem detectar e distinguir rapidamente entre microorganismos vivos e mortos.
Além das próprias bactérias, as endotoxinas produzidas pelas paredes celulares de microorganismos gram-negativos também podem ser avaliadas. Essas endotoxinas são relatadas em unidades de endotoxina por mililitro (EU/ml), sendo que 1 EU/ml é aproximadamente igual a 0,1 ng/ml. Para avaliar as endotoxinas, são utilizados testes padrão baseados na atividade do lisado de amebócitos de Limulus.
Colóides na Água do Laboratório:
A presença de coloides na água de laboratório pode resultar em turbidez, medida em Unidades Nefelométricas de Turbidez (NTU). Para minimizar essa turbidez, as partículas suspensas são filtradas da água do laboratório sempre que possível. Esses materiais coloidais são caracterizados por terem um tamanho inferior a 0,5 µm e podem conter substâncias como ferro, sílica, alumínio ou materiais orgânicos. O índice de incrustação (FI) é frequentemente utilizado para estimar o potencial da água em obstruir filtros em condições de filtração de 0,45 µm.
Opções de água de alta pureza para laboratório de menor porte
Laboratórios menores geralmente usam água destilada engarrafada ou unidades de destilação no local. Nenhuma das opções é particularmente eficiente, pois a água engarrafada tem de ser transportada para o local, aumentando a sua pegada de carbono, enquanto o próprio processo de destilação utiliza elevados níveis de energia, sendo necessários cerca de 1kW de potência por cada litro de água produzida.
Também é relativamente lento, por isso é difícil produzir água de alta pureza para laboratório sob demanda. Na melhor das hipóteses, só pode produzir água de acordo com os padrões de Tipo 2, o que limita seu uso a níveis mais baixos. A água destilada também deve ser usada imediatamente ou ser armazenada com cuidado para garantir que permaneça pura, pois pode ser facilmente contaminada com impurezas, como dióxido de carbono atmosférico, que afetará certos procedimentos laboratoriais; destiladores usados em áreas de água dura também requerem descalcificação e limpeza regulares.
O deionizador ou troca iônica pode oferecer uma alternativa a destilação. O deionizador pode ser conectado diretamente a uma rede de abastecimento de água e produzir água de alta pureza para laboratório sob demanda. As vazões estão entre 50 e 100 litros por hora, sendo as unidades fáceis de instalar, pois requerem apenas uma torneira e um ponto elétrico.
O deionizador usa uma mistura de resinas para remover contaminantes aniônicos e catiônicos da água de alimentação, trocando-os por hidrogênio ativo e íons hidroxila, que se combinam para formar moléculas de água.
Durante o uso, a capacidade da resina de trocar impurezas e liberar hidrogênio ativo e íons hidroxila é gradualmente consumida, sendo assim, a resina precisa ser trocada quando saturar.
O deionizador é um equipamento simples e econômico de produzir água de alta pureza para laboratório com uma qualidade consistente sempre que necessário e em baixos volumes. Deve-se notar, no entanto, que eles apenas removem íons carregados e podem ficar sujos se a água de alimentação contiver uma grande concentração de materiais orgânicos dissolvidos.
Opções de maiores volumes de água de alta pureza para laboratório
Onde é necessário um grande volume de água de alta pureza para laboratório, os sistemas compactos e independentes de osmose reversa(OR) são ideais. Eles usam um suprimento de água alimentado sob pressão em um módulo contendo uma membrana semipermeável, que remove até 98% dos íons inorgânicos, além de praticamente todos os colóides, microorganismos, endotoxinas e macromoléculas.
Um sistema de osmose pode produzir um nível de pureza que atende aos padrões de Tipo 3. Para níveis mais altos de pureza, uma combinação de OR e deionizador é frequentemente usada.
Para água de Tipo 1, o permeado é continuamente circulado e purificado através da resina de deionização até que o nível de pureza necessário seja alcançado. Sistemas integrados maiores podem incorporar sistema de eletrodeionização (EDI), para purificação secundária quando alimentados com permeado do sistema de água OR.
Onde é necessária água de alta pureza para laboratório de Tipo 1 com qualidade microbiana aprimorada, a água purificada OR/deionizada é processada posteriormente usando lâmpada UV a 254 nm e filtração submicrométrica entre 0,2 e 0,05 mícrons para remover bactérias e partículas finas.
Embora o deionizador seja um equipamento relativamente simples, a especificação dos sistemas de água de OR é um pouco mais complexa para garantir que o nível ideal de desempenho, eficiência energética e custos operacionais sejam alcançados.
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