Scegliere l’acqua giusta: una guida all’acqua ad uso laboratorio

27 Giugno 2024
acqua di laboratorio Elga

Esploriamo l’importanza dell’acqua per i laboratori e i diversi tipi di acqua impiegati per processi specifici, con Elga Labwater.

 

L’acqua è un elemento essenziale per molti processi di laboratorio, per questo è necessario assicurarsi che la qualità e la tipologia di utilizzo siano corretti.

Conoscere a fondo le caratteristiche dell’acqua e in quali applicazioni viene coinvolta può aiutarti a muoverti in questo panorama complesso.

 

 

 

Perché l’acqua è così importante per i laboratori?

L’acqua è considerata un solvente universale ed è anche quello più comunemente utilizzato, il che significa che molte sostanze chimiche, reagenti e campioni devono essere disciolti o diluiti in acqua prima di poter essere analizzati o utilizzati per altre attività. Tuttavia, non tutta l’acqua è uguale, e l’utilizzo di acqua di bassa qualità può compromettere l’accuratezza e l’affidabilità dei risultati sperimentali. Ma questa non è l’unica funzione essenziale svolta dall’acqua all’interno dei laboratori.

Molte tecniche analitiche, come la cromatografia liquida, la spettrometria di massa e le colture cellulari, richiedono l’uso di acqua ultrapura per garantire prestazioni ottimali e risultati affidabili. Una quantità di contaminanti anche minima può danneggiare le apparecchiature o interferire con le misurazioni, per questo si utilizza acqua di elevata purezza anche per la pulizia e il risciacquo di vetreria, strumenti e superfici di lavoro. 

Inoltre, in diversi processi di laboratorio, l’acqua viene utilizzata anche come fluido di riscaldamento o raffreddamento, oltre che come mezzo di diluizione per sostanze chimiche pericolose. 

In sintesi, l’acqua di alta qualità è un elemento fondamentale per garantire l’accuratezza, la riproducibilità e l’affidabilità dei risultati nei laboratori scientifici. La scelta della tipologia di acqua più adatta e l’implementazione di sistemi di purificazione adeguati sono fattori cruciali per il successo delle attività di ricerca e analisi.

 

Requisiti di purezza dell’acqua di laboratorio

Vista la sua importanza e la delicatezza dei processi in cui viene applicata, l’acqua utilizzata nei laboratori deve soddisfare rigorosi standard di purezza per garantire risultati affidabili e ripetibili. 

Nel corso del tempo, sono stati pubblicati innumerevoli standard che definiscono la qualità dell’acqua richiesta per specifiche applicazioni. Ad esempio, ASTM® (American Society for Testing and Materials) e ISO® (International Organiziation for Standardization) prescrivono 3696 linee-guida per le applicazioni di laboratorio, mentre le linee-guida del CLSI® (Clinical and Laboratory Standards Institute) stabiliscono i requisiti qualitativi dell’acqua per i laboratori clinici. Molti standard vengono emanati dalle diverse farmacopee, come la Farmacopea Europea (Ph.Eur.), la Farmacopea degli Stati Uniti (USP) e la Farmacopea Giapponese (JP).  

Inoltre, le farmacopee stabiliscono i requisiti per il monitoraggio, la convalida e il controllo di qualità dei sistemi di produzione e distribuzione dell’acqua purificata. Vengono definiti limiti per i contaminanti chimici e microbiologici, nonché procedure per il campionamento e le analisi periodiche.

 

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I processi di purificazione dell’acqua ad uso laboratorio sono progettati per rimuovere i contaminanti ed includono tecnologie come l’osmosi inversa, la deionizzazione, la filtrazione a membrana e la radiazione UV. I principali contaminanti che devono essere rimossi sono:

  • Ioni inorganici: come sodio, calcio, cloruri e solfati, che possono interferire con le reazioni chimiche
  • Particolati: come polvere, fibre e microplastiche, che possono contaminare i campioni o ostruire le apparecchiature
  • Composti organici: come i batteri (principali microrganismi che contaminano l’acqua naturale), che possono alterare i processi biologici o le analisi strumentali
  • Endotossine: risultano tossiche se iniettate nell’organismo e hanno effetti negativi su molti processi di biologia molecolare
  • Gas disciolti: come nitrogeno, ossigeno e anidride carbonica

Tutti questi elementi potrebbero influenzare le prestazioni e le analisi cliniche, sia interferendo direttamente con le reazioni chimiche dei test, sia indirettamente, provocando degli errori nelle misurazioni. 

 

Tipologie di acqua di laboratorio

L’acqua utilizzata nei laboratori serve scopi diversi e, di conseguenza, ha caratteristiche diverse a seconda del campo in cui viene utilizzata. Numerose autorità nazionali ed internazionali hanno quindi provveduto a stabilire una serie di standard qualitativi per le diverse applicazioni.

Tra questi, gli standard fondamentali nel mercato degli analizzatori clinici sono quelli emanati dal Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI), già National Committee for Clinical Laboratory Standards.

Il CLSI ha individuato tre differenti tipologie di acqua purificata (da Tipo I a Tipo III), di cui il Tipo I rappresenta il livello qualitativo più elevato. Tali standard sono stati denominati Clinical Laboratory Reagent Water (CLRW), Special Reagent Water (SRW), e Instrument Feed Water. 

 

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                                                                    Standard internazionali CLSI
  • Acqua di Tipo III:

È acqua deionizzata con una resistività minima di 0,1 MΩ-cm a 25°C. Viene prodotta mediante osmosi inversa o distillazione semplice. 

È il grado di purezza raccomandato per attività non critiche, che includono risciacquo di vetreria da laboratorio, riempimento di vasche, alimentazione di autoclavi e lavastrumenti a termodisinfezione, così come per servire camere di stabilizzazione e camere di coltivazione vegetale. I sistemi che generano questa tipologia di acqua possono essere utilizzati anche per alimentare sistemi di produzione di acqua di Tipo I.

  • Acqua di Tipo II:

Ha una purezza leggermente inferiore all’acqua di Tipo I, con una resistività compresa tra 1 e 10 MΩ-cm a 25°C. Viene prodotta mediante deionizzazione, distillazione o sistemi di osmosi inversa. 

È il livello di purezza richiesto per la maggior parte delle attività generali di laboratorio. Viene utilizzata per la preparazione di soluzioni tampone, mezzi filtranti, soluzioni acquose e per alimentazione di alcune tipologie di analizzatori clinici. L’acqua di Tipo II viene anche utilizzata come acqua prefiltrata per alimentare sistemi di produzione di acqua di Tipo I.

  • Acqua di Tipo II+:

È la tipologia d’acqua impiegata nelle applicazioni generali di laboratorio con il grado più elevato di purezza inorganica.

  • Acqua di Tipo I:

Dopo il Tipo I+, è l’acqua di grado più puro, con la massima resistività (18,2 MΩ-cm a 25°C) e bassissimi livelli di ioni, particelle e composti organici. Viene prodotta mediante processi di purificazione avanzati come osmosi inversa, deionizzazione e fotossidazione UV. 

Si tratta di acqua ultrapura, richiesta per gran parte delle applicazioni in cui l’acqua è la componente critica, come la preparazione della fase mobile in HPLC (Cromatografia Liquida ad Alte Prestazioni), per semplice pulizia di equipaggiamenti o diluizione di campioni utilizzati in altre tecniche chiave di analisi, come GC (Gascromatorgrafia), AAS (Spettrofotometria di Assorbimento Atomico), e ICP-MS (Spettrometria di Massa al Plasma Induttivamente Accoppiato). L’acqua di Tipo I è inoltre richiesta per applicazioni di biologia molecolare, così come per coltura di cellule mammifere e IVF (Fecondazione In Vitro).

La produzione di acqua ultrapura da acqua di rubinetto avviene solitamente in due fasi distinte – pretrattamento e depurazione. Idealmente, il pretrattamento riduce tutti i principali tipi di impurità – inorganiche, organiche, microbiologiche e particellari – di oltre il 95%. Più accurato è il pretrattamento, potenzialmente maggiore è la qualità dell’acqua ultrapura generata alla fine del processo.

  • Acqua di Tipo I+:

Va oltre i requisiti di purezza per acqua di Tipo I.

La scelta del tipo di acqua dipende dai requisiti di purezza specifici dell’applicazione di laboratorio. Le applicazioni più critiche e sensibili richiedono acqua di Tipo I, mentre per usi generali può essere sufficiente acqua di Tipo II o III.

 

Sistemi di purificazione dell’acqua di laboratorio

Per ottenere acqua di alta qualità, i laboratori utilizzano sistemi di purificazione dell’acqua progettati per rimuovere specifici contaminanti. Questi sistemi possono includere diverse tecnologie e diverse fasi, come:

  • Pretrattamento: Spesso, l’acqua che proviene direttamente dalla fonte subisce un pretrattamento per rimuovere particelle grossolane, cloro e altri contaminanti tramite filtri, cartucce a carboni attivi o sistemi di osmosi inversa.
  • Osmosi inversa: L’osmosi inversa è un processo di filtrazione a membrana che rimuove ioni, molecole organiche e particelle di dimensioni molto piccole. L’acqua viene forzata attraverso una membrana semipermeabile ad alta pressione, che lascia passare solo le molecole d’acqua.
  • Deionizzazione: Il processo di deionizzazione rimuove dall’acqua gli ioni disciolti come sodio, calcio, ferro e altri sali minerali. Ciò avviene facendo passare l’acqua attraverso resine a scambio ionico.
  • Ultrafiltrazione: Questa tecnica utilizza membrane con pori molto piccoli per rimuovere particelle, microrganismi e macromolecole organiche.
  • Fotossidazione UV: La luce ultravioletta viene utilizzata per distruggere microrganismi e composti organici residui.
  • Polishing finale: Spesso, l’acqua subisce un’ulteriore purificazione tramite filtri a cartuccia o resine a scambio ionico per rimuovere eventuali tracce residue di contaminanti

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Elga Labwater è un’azienda leader nella produzione di sistemi di purificazione dell’acqua per i laboratori e grazie alla sua gamma di prodotti completa riesce a soddisfarne le diverse esigenze. Questi includono sistemi per produrre acqua di grado analitico, acqua ultrapura, acqua per biologia molecolare, acqua per cromatografia e altro ancora.

Inoltre, i sistemi Elga Labwater sono dotati di sistemi di monitoraggio e controllo avanzati, che consentono di tenere traccia dei parametri di qualità dell’acqua e di garantire prestazioni ottimali, ed offre un servizio di assistenza completo, con personale tecnico qualificato per l’installazione, la manutenzione e la riparazione dei sistemi di purificazione dell’acqua.

 

Conclusioni

L’utilizzo di acqua di alta qualità è fondamentale per garantire l’accuratezza e l’affidabilità dei risultati sperimentali nei laboratori scientifici. La scelta della tipologia di acqua più adatta dipende dalle specifiche applicazioni e dai requisiti di purezza richiesti. È essenziale implementare sistemi di purificazione adeguati e seguire rigorose procedure di manutenzione e monitoraggio per assicurare la costante qualità dell’acqua di laboratorio e per essere sempre conformi agli standard normativi.

 

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