Diverse tipologie di acqua pura per il laboratorio: cosa dovresti sapere

In laboratorio, vengono utilizzati diverse qualità di acqua a seconda della tipologia di attività che viene svolta. L’acqua di Tipo III viene impiegata per mansioni generiche come il risciacquo di vetreria o bagni termostatici, mentre l’acqua ultrapura di Tipo I+ viene utilizzata per applicazioni sensibili come la preparazione della fase mobile per l’HPLC (cromatografia liquida ad alte prestazioni), i bianchi e la diluizione dei campioni per altre tecniche analitiche chiave.

Una guida rapida ai tipi di acqua pura:

Decidere quale tipo di acqua pura serve per una specifica applicazione può essere difficile ma è fondamentale per determinare la tecnologia e il sistema di purificazione da utilizzare.

Acqua di Tipo I (acqua ultrapura)

L'acqua di Tipo I, nota anche come acqua ultrapura, è la forma di acqua più pura che può essere prodotta. Viene utilizzata per le applicazioni più critiche e per le procedure analitiche avanzate.
Ciò include:

• Colture cellulari e tissutali
• Cromatografia liquida, inclusa la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC)
• Gascromatografia (GC)
• Spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS)
• Biologia molecolare

Il Tipo I può essere utilizzato anche in applicazioni che richiedono acqua di Tipo II. Questa è una pratica abbastanza comune che può aiutare a evitare la generazione di sottoprodotti durante le applicazioni.

Acqua di Tipo II (acqua pura) 

L'acqua di Tipo II non ha la stessa qualità del Tipo I, ma mantiene comunque alti livelli di purezza. È una buona acqua di alimentazione per gli analizzatori clinici poiché l'accumulo di calcio è ridotto con questo tipo di acqua.
Può anche essere utilizzata in applicazioni come:

• Pratiche di laboratorio generali
• Analisi e preparazione microbiologica
• Elettrochimica
• Spettroscopia di assorbimento atomico a fiamma (FAAS)
• Spettrofotometria generale

Può anche essere utilizzata come acqua di alimentazione per la produzione di acqua di Tipo I.

Acqua di Tipo III (acqua osmotizzata)

L'acqua di Tipo III è acqua prodotta tramite la tecnologia di osmosi inversa. Di tutti i tipi di acqua pura, ha il livello di purezza più basso, ma è in genere il punto di partenza per applicazioni di laboratorio di base, come il risciacquo di vetreria, bagni termostatici, autoclavi e camere climatiche. Viene utilizzata anche per alimentare altri sistemi di purificazione dell’acqua.

Come viene valutata e definita la purezza dell'acqua di laboratorio?

​Per implementare un sistema di classificazione coerente per la purezza dell'acqua, si utilizzano diversi fattori chiave che descrivono le varie proprietà dell'acqua.

La conduttività dell'acqua

La conduttività è riportata come microSiemens per centimetro (µS/cm) a 25 °C ed è il reciproco della resistività. Fornisce una misura della capacità di un fluido di condurre corrente elettrica ed è in genere utilizzata per valutare l'acqua che va da "acqua grezza" a "acqua potabile" e fornisce un'indicazione preziosa e non specifica del livello di ioni nell'acqua.

La resistività dell'acqua

Espressa in Mega-Ohm per centimetro (MO-cm) a 25 °C, la resistività è correlata alla conduttività: un'elevata resistività equivale a una bassa conduttività. In quanto tale, fornisce anche una misura del contenuto ionico dell'acqua. A differenza della conduttività, la resistività è utilizzata principalmente nella valutazione dell'acqua ultrapura.

Livelli di composti organici nell'acqua

I composti organici possono esistere nell'acqua in numerose forme e quindi misurarli singolarmente è poco pratico. Invece, l'indicatore più utile è considerato il contenuto di carbonio organico totale (TOC) della soluzione. Questo viene misurato tramite un processo che ossida i composti organici presenti e quindi quantifica i prodotti di ossidazione generati. Il TOC è il più vicino che possiamo attualmente ottenere a un "indicatore universale" per la presenza di impurità organiche.
In alternativa, possono essere impiegate tecniche cromatografiche per determinare le specifiche del contenuto organico, ma questo è spesso considerato sia troppo costoso che dispendioso in termini di tempo per essere utilizzato nei flussi di lavoro di monitoraggio generali.

Contaminazione biologica dell'acqua

La presenza di contaminanti biologici come batteri e altri microrganismi è un problema comune nell'acqua non trattata. I livelli batterici riportati come unità formanti colonie per millilitro (CFU/ml) vengono mantenuti bassi tramite filtrazione, trattamento UV e soluzioni sterilizzanti.

Dopo un periodo di incubazione in terreni di coltura adatti, è possibile determinare le singole specie batteriche e il conteggio totale delle cellule vitali. Il conteggio dei batteri può anche essere monitorato tramite l'uso di test di epifluorescenza per rilevare e distinguere rapidamente tra microrganismi morti e vivi.

Oltre ai batteri stessi, le endotossine prodotte dalla parete cellulare dei microrganismi gram-negativi (riportate come unità di endotossina per millilitro, EU/ml; 1 EU/ml equivale approssimativamente a 0,1 ng/ml) possono essere valutate utilizzando test standard basati sull'attività del lisato di amebociti di Limulus. 

La presenza di colloidi nell'acqua di laboratorio

Le particelle sospese possono causare torbidità dell'acqua (misurata in unità di torbidità nefelometrica, NTU) e vengono quindi filtrate dall'acqua di laboratorio il più possibile. Questo materiale colloidale è definito come avente dimensioni inferiori a 0,5 µm e può contenere ferro, silice, alluminio o materiali organici.

Standard internazionali di purezza dell'acqua

Ci sono diverse commissioni internazionali in tutto il mondo che hanno lavorato per stabilire un certo grado di coerenza negli standard di purezza dell'acqua: più persone aderiscono a questi standard, più facile è generare dati riproducibili. Alcuni laboratori adottano anche standard come delineato dall'organismo di regolamentazione che supervisiona la regione in cui lavorano, ad esempio, come si trova nelle Farmacopee europea, statunitense o giapponese. Tuttavia, pochissimi di questi standard sono specifici per una particolare applicazione.

Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) 

A partire dal 2006, il CLSI si è allontanato dalle tipiche designazioni di Tipo I, II e III, preferendo invece suggerire che l'acqua sia semplicemente "adatta allo scopo" e descrive solo un grado in modo significativo nei dettagli: Clinical Reagent Laboratory Water. Il CLSI ha anche brevemente delineato altri gradi in modo meno dettagliato, come Special Reagent Water (SRW) e acqua di alimentazione degli strumenti.

International Organization for Standardization (ISO)

L'ISO ha basato le sue specifiche sulla norma ISO 3696:1987 e specifica tre gradi di acqua: Grado 1, Grado 2 e Grado 3, dove Grado 1 è il più puro (vedi sotto):

American Society for Testing and Materials (ASTM)

L'ASTM utilizza D1193-06 e prevede quattro gradi di acqua (vedere sotto):

*Requires use of 0.2 μm membrane filter; **Prepared by distillation; ***Requires the use of 0.45 μm membrane filter.

Come puoi vedere, capire quale tipo di acqua pura usare potrebbe rapidamente diventare confusionario! Fortunatamente, quando produci acqua da un sistema di purificazione ELGA, puoi contare su una fornitura sicura, dovendo tenere a mente solo le tre tipologie principali. Inoltre, i sistemi ELGA sono progettati per fornire la massima affidabilità con una produzione costante, assicurandoti la tranquillità di cui hai bisogno, grazie ad un monitoraggio continuo e una manutenzione semplificata.
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