Laboratuvarda Kullanılan Su Çeşitleri ve Kullanım Alanları

Laboratuvarda Kullanılan Su Çeşitleri ve Kullanım Alanları

Laboratuvarlarda kullandığımız sular genellikle günlük olarak tüketilir. Son yıllarda teknolojik gelişmelere paralel birçok uygulama için farklı niteliklerde su gereksinimi olduğu fark edilmiş ve bu ihtiyaçları karşılamak üzere sistemler geliştirilmiştir.

Laboratuvar sularının kullanımları yapılacak analizin niteliğine göre şekillenmektedir. Sistemler bu gereksinimleri karşılayacak nitelikte seçilmelidir.  Doğru kalitede su kullanmak doğru sonucu elde etmek için oldukça önemlidir. Bununla birlikte ihtiyacı karşılayan optimum şartların sağlandığı bir sistem maliyetler açısından oldukça önemlidir.

Su kalitesi ayrıca analiz güvenliği ve tekrarlanabilirlik açısından oldukça önemlidir. Bu nedenle yapılacak analizin niteliğine göre su kalitesi seviyeleri standartlarda belirtilmiştir. Çalışmalarda bu standartlarda yer alan seviyeler göz önüne alınarak analizler gerçekleştirilmelidir.

Genellikle laboratuvar kullanılan sular; musluk suyu, Tip 1, Tip 2 ve Tip 3 su olmak üzere 4 grupta sınıflandırılır.

Aşağıdaki görselde su tipleri verilmiştir.

1. Musluk Suyu

Musluk suyu şebekeden direkt olarak alınan ve organik, inorganik ve mikrobiyal açıdan parametreleri bilinmeyen sudur. Bu suy genel temizlik çalışmalarında, cam ve plastik malzemelerinin yıkanmasında kullanılır. Ancak cam ve plastik malzemelerin yıkanmasında kullanıldığında son durulama suyu saf su olarak seçilmelidir.

2. Tip 3 Su (Temel Kalite Su / Primary Grade Water)

Yaygın olarak cihaz besleme suyu olarak adlandırılan Tip 3 su, en düşük kaliteli ve en düşük maliyetli laboratuvar suyu üretme tekniğidir.  Ultrasaf su üretmek için ön arıtma amacıyla Tip 3 su kullanılır.

Kirleticilerin yaklaşık %90-99’unu gideren ters ozmoz(RO) kullanılarak üretilir. RO işleminde su membranlar üzerinde bulunan gözeneklerden, yüksek basınç altında geçmeye zorlanır. Bu işlem esnasında su molekülleri ve bazı inorganik moleküller gözeneklerden geçebilirken suyun içindeki maddelerin çoğu bu gözeneklerden geçemez ve konsantre su olarak dışarı atılır. Besleme suyu sıcaklığı, basıncı ve RO membranının fiziksel durumu, membran geçirgenlik oranlarını etkileyen parametrelerdir. Bu nedenle, RO suyu özel olarak sınıflandırılamaz.

Laboratuvar bulaşık makinalarında, nemli odalarda ve otoklavlarda Tip 3 su kullanılması önerilir.

 

3. Tip 2 Su (General Laboratory Grade Water/ Purified Water)

Tip 2 sular “Saf Su (Pure Water)” olarakta bilinir ve Tip 1 Ultrasaf su sistemini beslemek için ön arıtılmış suyu sağlar. Genel laboratuvar sınıfı su olarak da bilinen Tip 2 su, ters ozmoz (RO) kombinasyonu ve iyon değişimi veya elektrik iyon değişimi (EDI) gibi ek bir teknoloji ile üretilir. RO ile elde edilmiş suya sentetik reçineler kullanılarak deiyonizasyon işlemi uygulanır ve iyonlar uzaklaştırılır.

İyonlar elektriksel olarak yüklü atomlar veya suda bulunan, net negatif veya pozitif yükü olan moleküllerdir. Yıkama işlemlerinde veya çözücü olarak su kullanan birçok uygulama için, bu iyonlar safsızlık olarak kabul edilir ve sudan uzaklaştırılmalıdır. Pozitif yüke sahip iyonlara “Katyonlar”, negatif yüke sahip iyonlara “Anyonlar” denir. İyon değiştirme reçineleri, deiyonize saf su (H2O) oluşturmak üzere istenmeyen katyonları ve anyonları sırasıyla hidrojen ve hidroksil ile değiştirmek için kullanılır.

Genellikle şebeke suyunda aşağıdaki iyonlar bulunur.

İyon değişim işlemi su, iyon değişimini sağlayan kartuşlardan geçerken iyon değiştirici reçine ile etkileşime girerek bir dizi kimyasal tepkimeye tabi tutulur ve bu sayede suda çözünmüş mineral tuzların tümü uzaklaştırılır.

Deiyonizasyon işlemi şöyle gösterilebilir;

Sonuç olarak Tip 2 su sisteminde ters ozmoz işlemi ve iyonlardan uzaklaştırma işlemi sonucunda  iletkenliği 1-15MΩ-cm olan deiyonize su elde edilmiş olur. Deiyonize suya aynı zamanda demineralize su denilebilir.

Laboratuvarlarda genellikle saf su(deiyonize) ve distile su kavramları aynıymış gibi kullanılır. Aslında Tip 2 su ve distile su farklı yöntemlerle üretilir. Distile su, suyun ısıtılıp yoğunlaştırılmasıla elde edilirken, Tip 2 saf su RO ve deiyonizasyon işlemleriyle elde edilir. Bu nedenle içeriklerinde ve kullanım amaçlarında farklılıklar vardır. Suyun kaynağına göre distile su, Tip 2 saf sudan daha saf olabilir ancak bu daha iyi olduğu anlamına gelmez. Özellikle maliyet ve verimlilik söz konusu olduğunda her iki su içinde avantaj ve dezavantajlar vardır. Uygulanacak işleme göre bu belirlenmelidir.

Tip 2 su genellikle mikro preparat hazırlama, mikrobiyoloji ortamı hazırlama, tanı endüstrisindeki biyokimya analizörlerinde ve kimya analizleri için reaktiflerin, tamponların hazırlanmasında kullanılabilir.

4. Tip 1 Su ( Ultrasaf Su/Ultrapure Water)

Laboratuar suyunun en saf derecesi olan Tip I su, ultra saf su olarak da adlandırılır. 25 ° C’de 18.2 MΩ-cm dirençle, ultra saf (Tip 1) su, analitik laboratuvarlar için bir gerekliliktir.

Bu tür sular direnci etkilemeyen ve direnç değeri üzerinden ölçülemeyen organik kirleticiler, endotoksinler ve nükleazları içerebilir. Bunları ortamdan uzaklaştırmak için ek donanımlar kullanılmalıdır. Bakterileri ve organik maddeleri yok etmek amacıyla 185 nm ve 254 nm ışık yayan bir UV lamba bulundurabilirler. Su UV ışık içinden geçer ve geçerken ışık mikroorganizmaların üreme işlevleri için ihtiyaç duyulan genetik molekülüne zarar vererek çoğalmalarını önler. Böylelikle enfeksiyon önlenmiş olur.

DNase/RNase içermeyen bir su elde etmek istenirse ultra filtrasyon (UF) içeren bir sistem kullanılabilir. Boyut dışlama teknolojisi kullanılarak ultra filtrasyon işlemi sağlanır. Ultra saf su elde etmek için kullanılan sistemlerde uygulamaya göre ek donanımlar kullanılabilir.

Aşağıda yaygın olarak kullanılan donanımlar ve akış şeması verilmiştir.

Tip I suyun; HPLC, kütle spektrometresi, iz element analizi, pirojene duyarlı uygulamalar, moleküler biyoloji uygulamaları, elektrokimya, elektorforez, hücre ve doku kültürü ve biyoteknoloji gibi son derece kritik uygulamalarda kullanılması tavsiye edilir.

Sonuç olarak; her bir su türü farklı bir işleme tabi tutularak elde edilmektedir. Bu nedenle laboratuvarda su seçimi için yapacağınız uygulama oldukça önem kazanmaktadır. Maliyet, verimlilik, tekrarlanabilirlik gibi ihtiyaçlarınızı iyi belirleyerek en uygun sistemi seçmelisiniz.

Her bir su derecesinin sahip olması gerekli teknik özellikler; International Organization for Standardization(ISO), American Section of the International Association for Testing Materials (ASTM), Clinical & Laboratory Standards Institute(CLSI) gibi uluslararası standartlarda belirtilmiştir. Ayrıca ilaç ve biyofasmasötik uygulamalarında United States Pharmacopeia (USP), European Pharmacopoeia (EP), Japanese Pharmacopoeia (JP) ve British Pharmacopoeia (BP) referans alınmalı ve bunlara atıfta bulunulmalıdır.

 

Orhan ÇAKAN

 

 

Kaynaklar;

1. kimyaevi.org/TR/Genel/BelgeGoster.aspx?F6E10F8892433CFF679A66406202CCB0650F71462C1ACF13
2. technologynetworks.com/immunology/lists/4-types-of-laboratory-water-made-simple-293547
3. medium.com/@merckpr1/types-of-laboratory-water-and-its-usages-c2aa3c477e70
4. bitesizebio.com/33270/types-of-water-lab/
5. puretecwater.com/deionized-water/what-is-deionized-water
6. labcompare.com/342322-Water-Purification-Strategies-in-the-Research-Laboratory/