Verschiedene Arten von Wasser im Labor: Was Sie wissen müssen

Wie Sie vielleicht wissen, gibt es je nach Anwendung am Arbeitsplatz verschiedene Reinheitsgrade von Wasser. Diese reichen von Typ III für allgemeine Anwendungen wie das Ausspülen von Bechergläsern bis hin zu Typ I+ für empfindliche Anwendungen wie die faszinierend klingende 'Graphitofen-Atomabsorptionsspektrometrie' (GF-AAS).

Ein kurzer Leitfaden zu Reinwassertypen:

Die Entscheidung, welche Art von Wasser Sie für Ihre Anwendung benötigen, kann eine Herausforderung sein. Dieses Wissen bestimmt die Aufbereitungstechnologie und die Systeme, die Sie zur Herstellung des richtigen Wassertyps benötigen.

Wie bereits erwähnt, gibt es verschiedene Wassertypen, aber bei Veolia Water Technologies haben wir uns auf die Herstellung von drei bestimmten Typen spezialisiert: Typ I, Typ II und Typ III.

Typ 1 Wasser (Reinstwasser)

Wasser vom Typ I, ist die reinste Form von Wasser, die hergestellt werden kann. Es wird für die kritischsten Anwendungen und fortgeschrittene analytische Verfahren verwendet.
Dazu gehören:
• Zell- und Gewebekulturen
• Flüssigchromatographie, einschließlich Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)
• Gaschromatographie
• Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS)
• Molekularbiologie
Typ I Wasser kann auch für Anwendungen verwendet werden, die Wasser vom Typ II erfordern. Dies ist eine recht gängige Praxis, die dazu beitragen kann, die Entstehung von Nebenprodukten während der Anwendungen zu vermeiden.

Typ 2 Wasser (Reinwasser)

Wasser vom Typ II hat nicht die gleiche Reinheit wie Typ I, behält aber dennoch ein hohes Reinheitsniveau bei. Es ist ein gutes Speisewasser für klinische Analysegeräte, da die Kalkablagerung mit diesem Wassertyp reduziert wird.
Es kann auch in Anwendungen wie den folgenden eingesetzt werden:
• Allgemeine Laborpraktiken
• Mikrobiologische Analyse und Präparation
• Elektrochemie
• FAAS
• Allgemeine Spektrophotometrie
Es kann auch als Speisewasser für die Produktion von Typ I-Wasser verwendet werden.

Typ 3 Wasser (RO Wasser)

Wasser vom Typ III, auch bekannt als RO-Wasser, ist Wasser, das durch die Aufbereitungstechnologie der Umkehrosmose hergestellt wird. Von allen Reinstwassertypen hat es den niedrigsten Reinheitsgrad, ist aber typischerweise der Ausgangspunkt für grundlegende Laboranwendungen wie die Reinigung von Glaswaren, Heizbädern oder die Medienvorbereitung. Es kann auch als Speisewasser für die Produktion von Typ I-Wasser verwendet werden.

Wie wird die Reinheit von Laborwasser bewertet und definiert?

​Um ein kohärentes Klassifikationssystem für die Wasserreinheit zu implementieren, nutzen wir mehrere Schlüsselfaktoren, die die verschiedenen Eigenschaften des Wassers beschreiben.

Die Leitfähigkeit des Wassers

Die Leitfähigkeit wird in Mikrosiemens pro Zentimeter (µS/cm) bei 25°C angegeben und ist der Kehrwert des Widerstands. Sie gibt Auskunft über die Fähigkeit einer Flüssigkeit, elektrischen Strom zu leiten. Die Leitfähigkeit wird typischerweise bei der Bewertung von Wasser von 'Rohwasser' bis hin zu 'Trinkwasser' verwendet und liefert einen wertvollen, unspezifischen Hinweis auf den Ionengehalt im Wasser.

Der Widerstand des Wassers

Angegeben in Mega-Ohm pro Zentimeter (MO-cm) bei 25°C, steht der Widerstand in Beziehung zur Leitfähigkeit: Ein hoher Widerstand entspricht einer niedrigen Leitfähigkeit. Daher gibt auch er ein Maß für den Ionengehalt des Wassers an. Im Gegensatz zur Leitfähigkeit wird der Widerstand hauptsächlich bei der Bewertung von Ultrareinwasser verwendet.

Organische Verbindungen im Wasser

Organische Verbindungen können in Wasser in zahlreichen Formen vorkommen, daher ist es unpraktisch, jede einzelne individuell zu messen. Stattdessen gilt der gesamte organische Kohlenstoffgehalt (TOC) der Lösung als nützlichster Indikator. Dieser wird durch einen Prozess gemessen, der die vorhandenen organischen Verbindungen oxidiert und dann die erzeugten Oxidationsprodukte quantifiziert. TOC ist das Nächste, was wir derzeit als 'universellen Indikator' für das Vorhandensein organischer Verunreinigungen haben.

Alternativ können chromatographische Techniken eingesetzt werden, um die Spezifika des organischen Gehalts zu bestimmen, aber dies wird häufig als zu teuer und zeitaufwändig angesehen, um in allgemeinen Überwachungsabläufen verwendet zu werden.

Biologische Kontamination von Wasser

Das Vorhandensein biologischer Verunreinigungen wie Bakterien und anderer Mikroorganismen ist ein häufiges Problem in unbehandeltem Wasser. Bakterienwerte, angegeben in koloniebildenden Einheiten pro Milliliter (KBE/ml), werden durch Filtration, UV-Behandlung und Sterilisationslösungen niedrig gehalten.

Nach einer Inkubationszeit in geeigneten Wachstumsmedien können einzelne Bakterienarten und die Gesamtzahl lebensfähiger Zellen bestimmt werden. Die Bakterienzahl kann auch durch Epifluoreszenztests überwacht werden, um schnell zwischen toten und lebenden Mikroorganismen zu unterscheiden.

Neben den Bakterien selbst können Endotoxine, die aus der Zellwand gramnegativer Mikroorganismen stammen (angegeben in Endotoxineinheiten pro Milliliter, EU/ml; 1 EU/ml entspricht etwa 0,1 ng/ml), mit Standardtests auf Basis der Limulus-Amöbozyten-Lysat-Aktivität bewertet werden.

Das Vorhandensein von Kolloiden in Laborwasser

Schwebstoffe können die Wassertrübung verursachen (gemessen in Nephelometrischen Trübungseinheiten, NTU) und werden daher so weit wie möglich aus dem Laborwasser herausgefiltert. Dieses kolloidale Material wird als kleiner als 0,5 µm definiert und kann Eisen, Silizium, Aluminium oder organische Materialien enthalten. Der Fouling-Index (FI) wird häufig verwendet, um das Potenzial von Wasser abzuschätzen, Filter unter 0,45 µm Filterbedingungen zu verstopfen.

Gremien, die die Standards für Wasserreinheit festlegen

Es gibt weltweit mehrere internationale Gremien, die daran arbeiten, ein gewisses Maß an Einheitlichkeit bei den Standards für Wasserreinheit zu etablieren – je mehr Menschen diesen Standards zustimmen, desto einfacher ist es, reproduzierbare Daten zu erzeugen. Einige Labore übernehmen auch Standards, wie sie von der Aufsichtsbehörde vorgegeben werden, die für die Region zuständig ist, in der sie arbeiten, zum Beispiel gemäß dem Europäischen, US-amerikanischen oder Japanischen Arzneibuch. Allerdings sind nur sehr wenige dieser Standards für eine bestimmte Anwendung spezifisch.

Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) – früher NCCLS

Seit 2006 hat sich das CLSI von den typischen Bezeichnungen Typ I, II und III abgewandt und bevorzugt stattdessen den Vorschlag, dass Wasser einfach 'zweckdienlich' sein sollte, und beschreibt nur eine Qualitätsstufe detailliert: Clinical Reagent Laboratory Water. Das CLSI hat auch andere Qualitätsstufen weniger detailliert umrissen, wie Special Reagent Water (SRW) und Instrument Feed Water.

Internationale Organisation für Normung (ISO)

Die ISO basiert ihre Spezifikation auf ISO 3696:1987 und spezifiziert drei Wasserqualitäten: Qualität 1, Qualität 2 und Qualität 3, wobei Qualität 1 die reinste ist (siehe unten):

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Die ASTM verwendet D1193-06 und hat vier Wasserqualitätsstufen (siehe unten):

*Erfordert die Verwendung eines 0,2 μm Membranfilters; **Durch Destillation hergestellt; ***Erfordert die Verwendung eines 0,45 μm Membranfilters.

Wie Sie sehen können, könnte die Auswahl des richtigen Reinstwassertyps schnell verwirrend werden! Glücklicherweise können Sie sich darauf verlassen, dass ein ELGA-Wasseraufbereitungssystem genau den Reinheitsgrad liefert, den Sie benötigen, während Sie nur drei Haupttypen im Auge behalten müssen.