Очищенная вода повсеместно используется в лабораторной практике. Она необходима для приготовления растворов реагентов, а также для обеспечения работы лабораторного оборудования. При проведении диагностических лабораторных исследований от качества воды напрямую зависит достоверность полученного результата.
Влияние качества воды на результат исследования
Проведение анализа крови и других биологических жидкостей подразумевает протекание различных химических реакций, и на этот процесс способны оказывать влияние ионы, нерастворимые соли и другие примеси, содержащиеся в воде. Особенно важное значение качество воды имеет при определении уровня электролитов, а также при проведении высокочувствительных исследований, например, в ПЦР-диагностике. Также качество воды критично для нормального функционирования лабораторного оборудования. Чтобы результаты анализов были точными, а оборудование работало должным образом, необходима вода, очищенная от всевозможных примесей:
- ионов металлов;
- органических и неорганических соединений;
- пирогенов;
- коллоидов;
- микроскопических частиц пластика и других включений.
Чтобы определить степень чистоты воды, проводят измерения удельной электропроводимости и удельного сопротивления: таким образом можно отследить в составе ионы. Для проверки количества органических примесей выполняют анализ воды на общее содержание органического углерода. Также с помощью тестирования проверяют наличие или отсутствие бактерий.
Типы чистоты воды
Наиболее широко используемой классификацией качества воды является обобщенная классификация по нескольким международным стандартам (ASTM, CLSI C3-A4, ISO 3696:1987). В соответствии с данной классификацией выделяют три основных типа чистоты воды: I, II, III.
I. Сверхчистая вода. Используется для высокочувствительных методов, таких, как атомно-абсорбционная спектроскопия, оптико-эмиссионная спектроскопия, высокоэффективная жидкостная хроматография, газовая хроматография, капиллярный электрофорез.
II. Вода аналитического качества, или вода качества бидистиллята. Наиболее широко применяется в лабораторной практике для приготовления растворов реагентов и микробиологических питательных сред, для работы биохимических анализаторов, паровых стерилизаторов и другого лабораторного оборудования. Используется для ПЦР-диагностики, биохимических методов.
III. Вода для общелабораторного применения, или вода качества дистиллята. Используется для дальнейшего получения воды I типа чистоты, для приготовления базовых растворов без применения специальных требований. Применяется в работе парогенераторов, автоклавов и другого оборудования для обслуживания лаборатории.
Помимо данной классификации также часто используются дополнительные категории качества воды – вода для инъекций и вода очищенная.
Вода для инъекций. Стерильная. Используется для приготовления стерильных растворов, питательных сред в микробиологических и биотехнологических лабораториях.
Вода очищенная. Нестерильная. Используется для приготовления воды для инъекций, нестерильных растворов. Применяется для работы биохимических анализаторов.
Таблица 1. Стандарты качества воды
Тип | Качество | Удельное сопротивление, МОм*см (при 25°С) | Удельная электропроводность, См/см (при 25°С) | Соответствие международным стандартам и ГОСТ |
---|---|---|---|---|
I | Сверхчистая вода | 18,18 | ≤ 0,1 | Тип I по ASTM D1193-06 (2011) с дополнительной очисткой от ТОС |
> 18 | Тип I по ASTM D1193-06 (2011) | |||
II | Вода аналитического качества | > 10 | ≤ 1,0 | Тип I по ASTM D1193-06 (2011). Степень чистоты 1 по ISO 3696:1987 и ГОСТ 52501-2005. CLRW и SRW по CLSI C3-A4 |
> 1 | Тип II по ASTM D1193-06 (2011). Тип III по ASTM D1193-06 (2011) с дополнительной очисткой от кремния и ТОС. Степень чистоты 2 по ISO 3696:1987 и ГОСТ 52501-2005. CLRW и SRW по CLSI C3-A4 | |||
III | Вода для общелабораторного применения | > 0,2 | ≤ 5 | Тип IV по ASTM D1193-06 (2011). Степень чистоты 3 по ISO 3696:1987. Вода дистиллированная по ГОСТ 58144-2018 |
- | Вода для инъекций | - | ≤ 1,1 | |
- | Вода очищенная | - | ≤ 4,3 |
Методы очистки воды
Очистка лабораторной воды обычно производится в два этапа.
- Дистилляция водопроводной воды
Для первичного очищения воды в лабораториях чаще всего используется метод дистилляции – нагрев и испарение воды с её последующей конденсацией при помощи приборов - дистилляторов. Полученная дистиллированная вода имеет III класс чистоты.
- Деионизация воды
Деионизация воды производится с помощью систем её глубокой очистки, позволяющих получить из дистиллированной воды бидистиллированную или деионизированную.
Деионизированная вода – это глубоко обессоленная вода, не содержащая ионов примесей. Деионизированная вода имеет I-II класс чистоты.
Работа современных систем глубокой очистки воды основана на трёх основных методах: обратный осмос, электрическая деионизация и ионный обмен.
Обратный осмос – фильтрация воды под давлением через специализированные мембраны из синтетического волокна, пропускающие только молекулы воды. Данный метод является наиболее распространенным, поскольку позволяет получать большие объемы деионизированной воды.
Электрическая деионизация – фильтрация воды через специализированные синтетические мембраны под действием электрического тока. На водоочистной установке располагаются электроды, имеющие отрицательный и положительный заряд. Катионы и анионы, содержащиеся в воде, двигаются по направлению к заряженным полюсам и далее задерживаются на мембранах.
Ионный обмен – фильтрация воды с помощью фильтров смешанного действия, содержащих ионообменные смолы. Ионообменная смола эффективно задерживает катионы и анионы, содержащиеся в воде.
Терминология
ГОСТ 52501-2005 - является переводом и модификацией стандарта ISO 3696:1987. Так из него исключена вода третьей степени чистоты, поскольку она практически полностью соответствует качеству дистиллированной воды.
ТОС (total organic carbon) – общий органический углерод
ASTM (American Society for Testing and Materials) – национальный стандарт США, разработанный для химических и аналитических лабораторий
CLRW (clinical laboratory reagent water) стандарта CLSI - вода реагентного качества для клинических лабораторий.
CLSI C3-A4 (Clinical and Laboratory Standards Institute) – стандарт для клинических лабораторий, разработанный Институтом клинических и лабораторных стандартов.
ISO 3696:1987 (International Organization for Standardization) – стандарт для химических и аналитических лабораторий, разработанный Международной организацией по стандартизации.
SRW (special reagent water) стандарта CLSI - специализированная вода реагентного качества.
Нормативная документация по стандартам качества воды
- Стандарт ASTM D1193-06 (2011)
- Стандарт CLSI C3-A4 «Preparation and Testing of Reagent Water in the Clinical Laboratory; Approved Guideline – Fourth Edition»
- Стандарт ISO 3696:1987
- ГОСТ 52501-2005 «Вода для лабораторного анализа. Технические условия»
- ГОСТ 58144-2018 «Вода дистиллированная. Технические условия»