Мешающие примеси для лабораторной воды.

Основными примесями в воде являются: 

• частицы (взвешенные и коллоидные),
• растворенные ионы,
• органические соединения,
• растворенные газы,
• микроорганизмы,
• пирогены
• нуклеазы
• вирусы

Каждый вид примеси несет определенный риск для биологических, медицинских и химических исследований в лаборатории. Их наличие в исходной воде, подлежащей очистке, влияет на качество получаемой чистой лабораторной воды и определяет срок эксплуатации лабораторных установок для получения чистой воды.    

 Взвешенные частицы (1-10µm)

Относительно большие взвешенные частицы песка, ила, глины, растительности, размер которых составляет 1-10µm, проявляются в виде мутности и осадка на дне емкости с водой. Такие примеси загрязняют мембраны обратного осмоса, фильтры и ионообменные колонки. Это особенно распространенная и серьезная проблема в тех случаях, когда вода в систему очистки воды подается из резервуара или бака.

Коллоидные частицы (0.01-1.0μm)

В отличие от взвешенных частиц, примеси в воде в виде коллоидов имеют размер всего 0.01-1.0μm и не осаждаются в виде осадка. Как органические, так и неорганические коллоидные частицы могут засорять фильтры и загрязнять RO мембраны. Коллоидные примеси могут проходить через ионообменные смолы, что сказывается на уменьшении удельного сопротивления очищенной воды.

Растворенные неорганические ионы

Растворенные неорганические ионы включают в себя силикаты, хлориды, ионы кальция, магния, фосфаты, фториды, бикарбонаты, сульфаты, нитраты и различные соединения железа. Высокое содержание ионов увеличивает проводимость и соответственно уменьшает удельное сопротивление воды. Результатом этого является нестабильное качество лабораторной воды, что может иметь негативное влияние на биологические и химические реакции, вызывая, например, уменьшение белковых и белково-липидных взаимодействий, замедление роста клеток и тканей, изменение ферментативной активности. Содержание неорганических ионов также уменьшают срок службы деионизационных картриджей в системах очистки воды.

 Растворенные органические соединения

Растворенные органические соединения образуются из продуктов разложения природного происхождения, а также в результате деятельности человека, вследствие чего в окружающую среду попадают органические соединения, представляющие собой белки, спирты, хлорамины, пестициды, гербициды, моющие средства и т.д. Способствуя росту различных микроорганизмов, растворенные органические вещества оказывают влияние на процессы ВЭЖХ, газовой хроматографии и спектроскопии.

Из других проблем, связанных с наличием органических примесей в лабораторной воде, можно отметить снижение чувствительности методов и воспроизводимости результатов анализов, образование налета на посуде, аналитические шумы, негативные оптические эффекты, загрязнение ионообменных смол.

 Растворенные газы

Вода содержит естественно растворенные углекислый газ, азот и кислород. Эти растворенные газы, как примеси в воде, могут изменять pH лабораторной воды и нарушать ионный баланс. Концентрация кислорода и азота может изменять скорость биохимических реакций, также высокие концентрации растворенных газов могут привести к образованию пузырьков, что затруднит движение потока через хроматографические колонки и повлияет на спектрофотометрические измерения. Растворенный диоксид углерода повышает кислотность воды за счет образования угольной кислоты и соответственно уменьшает емкость  ионообменных смол в системах водоочистки.

 Микроорганизмы

Бактерии, грибы и водоросли нарушают стерильные условия исследований. Бактерии конкурируют с активными центрами ферментов и неблагоприятно влияют на клетки и ткани.

Свободные бактерии могут образовывать биопленки на поверхностях, которые трудно удалить. В течение нескольких лет биопленки продолжают расти, и непредсказуемо генерируют всплески роста бактерий и связанных с ними эндотоксинов и нуклеаз. Нуклеазы разрушают ДНК и РНК в образцах, а эндотоксины влияют на рост и функцию клеток.

Известно также, что микроорганизмы блокируют фильтры в системах водоочистки.

 Пирогены

Свободная от эндотоксинов и пирогенов вода необходима для выращивания клеток, для приготовления растворов и промывки устройств, которые будут иметь дальнейший контакт с человеком или животными. Основным и наиболее значимым компонентом эндотоксинов является липополисахариды (ЛПС), полученные из стенок грамотрицательных бактерий. Введение ЛПС в кровь или спинную жидкость вызывает токсические реакции и развитие лихорадки (т.е. «пирогенный» эффект).

Понятия эндотоксин и пироген стали применяться более широко для обозначения активных молекул ЛПС. В высокоочищенной воде потенциально пирогенные вещества это преимущественно эндотоксины. Таким образом, вода без пирогенов и эндотоксинов это фактически вода, свободная от ЛПС.

Нуклеазы

РНаза и ДНаза являются естественными ферментами, играющими важную роль в регулировании функций организма. При этом они могут оказывать  разрушающий эффект в экспериментах с нуклеиновой кислотой.

Если эти загрязнители присутствуют в чистой воде, то способность амплифицировать молекулы ДНК будет сильно ограничена. Аналогично могут быть загублены эксперименты с использованием РНК.

Вирусы

Вирусы считаются неживыми нуклеиновыми кислотами, которые могут неблагоприятно влиять на рост клеток и тканей. Поэтому необходимо удалять их из воды, где это необходимо.