Wichtige Aspekte zur Sicherung der Qualität von Wasser und Laborergebnissen
Von Kylie Wolfe.
Was ist der eine Stoff, ohne den wir alle nicht leben können? Wasser unterstützt mit seiner einfachen chemischen Struktur die Funktion komplexer Körpersysteme. Es ist lebensnotwendig für unsere Zellen und regelt die Körpertemperatur. Ohne Wasser wären weite Gebiete der Erde nicht bewohnbar, weil wir nur wenige Tage ohne Wasser überleben können.
„Wir trinken es, wir baden darin, wir nutzen es zur Reinigung“, erklärt Kim Knepper, Produktexpertin für Wasserqualität bei Thermo Fisher Scientific. „Wasser ist Grundbestandteil unseres Lebens und auch im Laboralltag vielfach präsent.“
Wasser ist aus dem Labor kaum wegzudenken, kann jedoch auch eine Kontaminationsquelle sein. Eine frühzeitige Erkennung von Kontaminationen und Sicherstellung der Wasserqualität ist daher für exakte Laborergebnisse unerlässlich. Ob in der alltäglichen Verwendung, bei analytischen Untersuchungen oder bei Life Science-Anwendungen, Verunreinigungen sollten entfernt werden, bevor sie zum Problem werden.
Festlegen von Standards
Bei Laborversuchen gibt es viele Fehlerquellen, eine davon lässt sich jedoch von Anfang an ausschließen. Vermeiden Sie negative Folgen aufgrund mangelnder Wasserqualität und nutzen Sie nachfolgend dargestellte Informationen, um sinnvolle Standards zur Wasseraufbereitung und -verwendung festzulegen.
Das System zunächst durchspülen. Achten Sie darauf, dass das Wasser aus Ihrem Aufbereitungssystem die für die entsprechende Anwendung erforderliche Reinheit besitzt. Lassen Sie das erste Wasser aus dem System grundsätzlich ablaufen und vermeiden Sie zusätzliche Leitungen am Filter. Idealerweise kommt das verwendete Wasser direkt aus dem System.
Knepper empfiehlt, den ersten Liter nicht zu verwenden, insbesondere, wenn die letzte Nutzung bereits mindestens acht Stunden zurückliegt: „Spülen Sie den Entnahmefilter durch und [beseitigen Sie] mögliche Verunreinigungen, die sich aus der Atmosphäre angesammelt haben.“ Den Rest des Tages brauchen Sie nur die ersten 50 bis 100 Millimeter abzuleiten.
Stehendes Wasser immer entleeren. Wenn Sie einen Behälter mit gereinigtem Wasser auffüllen, sollte er zuvor stets komplett entleert werden. Auf keinen Fall sollten Sie Wasser nur nachfüllen. Durch den Luftkontakt könnten sich in der stehenden Flüssigkeit Kontaminationen angesammelt haben.
„Das ist wie bei Ihrer Trinkflasche“, erklärt Knepper. „Wenn Sie immer wieder daraus trinken und den Rest nur auffüllen, bleibt stets etwas abgestandenes Wasser zurück. Irgendwann schmeckt das Wasser fahl und nicht mehr frisch. Am besten sollte die Flasche immer komplett entleert werden, bevor sie wieder mit frischem Trinkwasser gefüllt wird. Genauso ist es auch bei Wasserbehältern im Labor.“
Die korrekten Behälter verwenden. Für unterschiedliche Anwendungen stehen Behälter aus verschiedenen Materialien zur Verfügung. Je nach Verwendungszweck sollten Sie sich vor dem Experiment sorgfältig für Glas oder Kunststoff entscheiden.
„Gereinigtes Wasser befindet sich nicht in seinem natürlichen Zustand und nimmt Umwelteinflüsse auf. Hierzu zählen zum Beispiel CO2 aus der Luft, Dämpfe und Auslaugungen aus dem Gefäß“, berät Knepper. „Daher sollten Sie bei organischen Anwendungen zur Lagerung Glasflaschen verwenden. Bei Ionen-empfindlichen Verwendungszwecken greifen Sie zu Kunststoffbehältern aus inertem Material.“
Das Wassersystem pflegen. Filter und Kartuschen müssen regelmäßig ersetzt werden, damit das Wasser dem gewünschten Reinheitsgrad entspricht. So tragen Sie dafür Sorge, dass es nicht zu Versuchsfehlern aufgrund der Wasserqualität kommt.
„Das ist nicht anders, als wenn Sie bei Ihrem Auto den Ölfilter oder die Sicherheitsgurte prüfen. Genauso sollten Sie bei Ihrem Wassersystem auch vorgehen, damit Sie bei Bedarf jederzeit gereinigtes Wasser zur Verfügung haben“, so Knepper.
Erkennen von Verunreinigungen
Verunreinigungen reichen von unerwünschten Chemikalien bis hin zu mikrobiellen Kontaminanten. Zu den häufigsten zählen Schwebstoffe, Kolloide und anorganische Ionen. Solche Kontaminationen können die Gerätefunktion beeinträchtigen, Filter verstopfen, den Ionenaustausch stören und die Lebensdauer der Kartusche verringern.
Ursachen für Verunreinigungen gibt es viele. Im Labor spielen Reinigungsmittel, Arbeitsschutzkleidung, Laborausstattung und sogar Hautpartikel eine Rolle. Daher ist eine Analyse der Wasserqualität vor Versuchsbeginn besonders wichtig. Hierzu sind das richtige Wasseraufbereitungssystem und eine sachgemäße Wartung und Pflege erforderlich – entscheidende Aspekte für den Erfolg Ihrer wissenschaftlichen Forschung.
Auswahl des Wasseraufbereitungssystems
Bei der Wahl von Wasseraufbereitungssystem und -methode kann es hilfreich sein, sich zunächst mit der Wasserzufuhr, ihrem Inhalt und den Folgen von Verunreinigungen für Ihre Versuche zu beschäftigen. Überlegen Sie, welche Menge Wasser Sie benötigen und wozu. Das Akronym ZEBRA hilft Ihnen dabei.
Z wie Zufuhr: Woher stammt Ihr Wasser? Die Wasserqualität kann stark variieren, daher sollten Sie wissen, welches Wasser Sie Ihrem System zuführen und welche Verunreinigungen vorkommen können.
E wie Einsatzbereich: Wofür benötigen Sie das Wasser? Listen Sie die wichtigsten Anwendungsbereiche auf und überlegen Sie, welche Verunreinigungen in diesem Kontext relevant sind. Das gewählte System sollte diesen Gesichtspunkten entsprechen.
B wie Bedarf: Wie hoch ist Ihr täglicher bzw. wöchentlicher Wasserbedarf? Nur, wenn Sie die Antwort auf diese Frage kennen, lässt sich die richtige Größe des Systems für Ihren individuellen Bedarf ermitteln. Sie sparen außerdem Zeit, wenn sie nicht auf zusätzliches aufbereitetes Wasser warten müssen.
R wie Raumgestaltung: Wo soll Ihr Wassersystem im Labor stehen? Unterschiedliche Geräte eignen sich für eine Wandmontage oder als Standversion. Daher sollten Sie zuvor gut überlegen, wo im Raum Sie Ihr System nutzen möchten.
A wie Alternativen: Was hat sich in Ihrem Labor bewährt, was nicht? Wenn Sie schon früher Wassersysteme genutzt haben, haben Sie möglicherweise eine klare Vorstellung davon, was Sie möchten und was nicht. So lassen sich Auswahlalternativen effizient eingrenzen.
Berücksichtigung der Wasserart
Wasser findet im Labor auf vielfältige Art Verwendung. Es kann zur Verdünnung von Proben, als Basis für Analysen, zum Ausspülen von Glasbehältern oder für Wasserbäder und Inkubatoren genutzt werden. Daher sollten Sie bei der Wasserwahl unterschiedliche Reinheitsstufen berücksichtigen.
Die Standardisierungsorganisation ASTM International unterscheidet drei Wassertypen: Typ I, Typ II und Typ III. Diese drei Typen unterscheiden sich in ihrem spezifischen Widerstand, gesamten organischen Kohlenstoffgehalt sowie Natrium-, Chlorid- und Siliciumdioxid-Anteil. Auf dieser Grundlage wird jeder Wassertyp einem bestimmten Verwendungszweck zugeordnet.
Wassersysteme des Typs I entfernen ein breites Spektrum an Verunreinigungen und liefern den höchsten Reinheitsgrad. Für kritische Analyse- und Molekularanwendungen wie Zellkultur, Chromatographie und Massenspektrometrie sollte Wasser des Typs I bzw. Ultra-Reinstwasser verwendet werden.
Wasser des Typs II wird häufig für klinische Analysatoren, Laborgeräte, in der Elektrochemie und zur Probenverdünnung eingesetzt. Es kann zu Puffern, Medien und Reagenzien hinzugefügt werden und als Quelle für Typ I-Systeme genutzt werden. Auch ohne höchsten Reinheitsgrad ist es dennoch rein genug für die meisten Routineanwendungen.
Wasser des Typs III hat den niedrigsten Reinheitsgrad, ist jedoch am häufigsten anzutreffen. Es kann als Zufuhr für Typ I- und Typ II-Wassersysteme oder andere Laboraufgaben verwendet werden. Wasser des Typs III ist für ein breiteres Einsatzspektrum geeignet und kann für unbedenkliche Zwecke wie Waschgeräte für Glaswaren und Autoklaven genutzt werden.
Die praktische Umsetzung
Der Fokus auf die Wasserqualität kann Ihrem Labor zu einem neuen Level an Messgenauigkeit verhelfen. Setzen Sie darum die richtigen Standards zur Wasseraufbereitung und -verwendung in Ihrem Labor. Hierzu zählen möglicherweise auch das Ausspülen von Entnahmefiltern und Behältern und die regelmäßige Wartung. Achten Sie auf die Art der Verunreinigung in Ihrem Wasser und überlegen Sie, welche Kontaminationen für Ihre Anwendungen ausgefiltert werden müssen.
All diese Informationen helfen Ihnen bei der Wahl des richtigen Wassersystems, das zu Ihrem Forschungsbereich passt. Auch wenn Wasser eine zu berücksichtigende Kontaminationsquelle ist, spielt es doch auch eine wesentliche Rolle für den Laboralltag. Mit dem passenden System und den richtigen Standards können Sie auf die Wasserqualität zählen und machen Wasser zum Hauptbestandteil Ihrer Forschungsarbeit.
Dieser Artikel wurde teilweise inspiriert von „Contamination in a Microbiological Laboratory“ (International Journal of Research Studies in Biosciences, 2018), „Detecting and Managing Water Contaminants in the Laboratory“ (Labcompare, Oktober 2014), „There is Something in the Water“ (Life in the Lab, August 2018) sowie „Review of The Impact of Water Quality on Reliable Laboratory Testing and Correlation with Purification Techniques“ (Laboratory Medicine, November 2014).
Kylie Wolfe ist angestellte Journalistin bei Thermo Fisher Scientific.
