کنترل کیفی آب مقطر

(Quality Control of Distilled Water)

مراد رستمی: کارشناس ارشد بیوشیمی بالينی، دانشگاه علوم پزشکی جندی شاپور اهواز

محمد علی‌محمدی: کارشناس ارشد بیوشیمی بالینی، دانشگاه آزاد اراک

رضوان مطیع: کارشناس علوم آزمایشگاهی، دانشگاه آزاد اراک

کلیات:

کنترل کیفی به مجموعه‏ای از فعالیت‌های آزمایشگاهی به منظور کم‏ کردن خطاها اطلاق می‌گردد. سیستم تخلیص آب، یکی از تجهیزات پایه مورد نیاز جهت تأسیس آزمایشگاه‌ها می‌باشد. در ادامه به بحث کنترل کیفی آب مقطر می پردازیم.

کنترل کیفی آب مقطر:

آب خالص یکی از مواد ضروری اولیه در بسیاری از فعالیت‌های آزمایشگاهی بوده که درجه خلوص مورد نیاز آن باید متناسب با مورد مصرف آن باشد. کیفیت نامرغوب آب موجب اثرات نامطلوبی بر نتایج آزمایش‌ها بوده و از این رو، تضمین کیفیت آب مقطر مصرفی آزمایشگاه لازم و ضروری می‌باشد.

انواع روش‌های تهیه آب مقطر:

برای تهیه آب مقطر می‌توان از روش‌های تقطیر، اسمز معکوس و دیونیزه کردن استفاده كرد که البته هیچ کدام از این روش‌ها به تنهایی معیارهای کمیته ملی استانداردهای آزمایشگاهی آمریکا را برای تهیه آب مقطر نوع I تأمين نمی‌نمایند. طبق دستورالعمل این کمیته، برای تهیه آب مقطر نوع I باید دو روش تخلیص را با هم استفاده نمود.

آب خالص به 3 روش تهیه می‌شود:

تقطیر: در این روش، ابتدا آب را جوشانده و سپس بخار آن را سرد می‌نمایند. در این روش آهن، منیزیوم و کلسیم و همچنین ارگانیسم‌ها برداشته شده، اما ناخالصی‌های فرار مانند دی‌اکسید کربن، کلر و آمونیاک جدا نمی‌شوند. آب به دست آمده از این روش نوع II و III می‌باشد.
دیونیزه کردن: در این روش، آب پس از عبور از بین ستون‌های رزینی که حاوی ذرات باردار منفی و مثبت است، عبور داده می‌شود. این ذرات با یون‌های موجود در آب ترکیب شده و آب نهایی حاصله دیونیزه خواهد بود. در این روش، مواد آلی و سایر مواد غیر قابل یونیزه شدن، برداشته و حذف نمی‌شوند. برای تهیه آب نوع I باید از فیلتر غشایی و شارکول فعال استفاده کنیم.
اسمز معکوس: آب تحت فشار از غشای نیمه تراوا (معمولاً استات سلوز) عبور داده می‌شود. این غشاء، حدود 90% مواد جامد محلول، 98% ناخالصی‌های آلی و مواد غیر قابل حل و ارگانیسم‌های میکروبی را جدا می‌سازد. روش اسمز معکوس، قادر به جداسازی گازهای محلول نبوده و فقط 10% ذرات یونیزه را جدا می‌کند.

مقایسه توانایی روش‌های مختلف تخلیص آب در برداشت ناخالصی‌ها:

بر اساس دستورالعمل کمیته ملی استانداردهای آزمایشگاهی آمریکا، توانایی روش‌های مختلف تخلیص آب در برداشت ناخالصی‌ها به صورت زیر می‌باشد:

مراحل تخلیص	آلوده کننده‌های عمده
مراحل تخلیص	مواد جامد یونیزه محلول	گازهای یونیزه محلول	مواد آلی محلول	مواد ذره‌ای	میکروارگانیسم‌ها	پیروژن‌ها/ اندوتوکسین‌ها
تقطیر	خیلی خوب	خوب/ ضعیف	خوب	خیلی خوب	خیلی خوب	خیلی خوب
دیونیزه کردن	خیلی خوب	خیلی خوب	ضعیف	ضعیف	ضعیف	ضعیف
اسمز معکوس	خوب	ضعیف	خوب	خیلی خوب	خیلی خوب	خیلی خوب
جذب کربن	ضعیف	ضعیف	خیلی خوب/ خوب	ضعیف	ضعیف	ضعیف
فیلتراسیون (0/22میلیمتر)	ضعیف	ضعیف	ضعیف	خیلی خوب	خیلی خوب	ضعیف
اولترافیلتراسیون	ضعیف	ضعیف	ضعیف	خیلی خوب	خیلی خوب	ضعیف

ویژگی‌های انواع آب مقطر بر اساس استاندارد کمیته ملی استانداردهای آزمایشگاهی آمریکا

ویژگی	نوع I	نوع II	نوع III
هدایت الکتریکی (میکروزیمنس)	0/1	0/5	10
ماکزیمم آلودگی میکروبی (cfu/ml)	10	1000	در نظر گرفته نمی‌شود
PH	در نظر گرفته نمی‌شود	در نظر گرفته نمی‌شود	5-8
مقاومت الکتریکی (میلی اهم در سانتی‌متر)	10	2	0/1
مواد آلی	آب از کربن فعال عبور داده شود	در نظر گرفته نمی‌شود	در نظر گرفته نمی‌شود
تعداد ذرات ریز معلق که از فیلتر 0/22 میکرون عبور داده می‌شود	کمتر از 500 در لیتر	در نظر گرفته نمی‌شود	در نظر گرفته نمی‌شود
ماکزیمم سالیسیلات (میلی‌گرم سالیسیلات در لیتر)	0/05	0/1	1

موارد استفاده انواع آب مقطر

نوع آب مقطر	کاربرد
نوع I	مواردی که بیشترین صحت و کمترین تداخل‌ها را نیاز دارند؛ از قبیل تهيه محلول‌های استاندارد، بافر، حل کردن سرم‌های کنترل و لیوفیلیزه، الکتروفورز، غربالگری سم شناسی و HPLC، عناصر کمیاب و کشت سلول
نوع II	در روش‌های معمول آزمایشگاهی که به آب نوع I احتیاج ندارند؛ مانند آزمایـــــــش‌های بیوشیمی، خون شناسی، ایمنولوژی، میکروبیولوژی و سرولوژی
نوع III	تجزیه ادرار و مدفوع، شستشو و آبکشی ظروف شیشه‌ای، تهیه محیط کشت، بافت شناسی و آزمایش‌های کنترل کیفی مانند تجزیه ادرار

نگهداری انواع آب مقطر:

نگهداری آب نوع I: این نوع آب باید حداکثر 3-2 ساعت پس از تهیه مصرف شود.

نگهداری آب نوع II و III: این انواع آب مقطر را می‌توان در شیشه‌های بروسیلیکاتی یا ظروف پلی‌اتیلنی با درب محکم نگهداری نمود، اما باید به سرعت مصرف شده تا از آلودگی میکروبی آنها با میکروب‌های موجود در هوا جلوگیری شود. آب مقطر حداکثر یک هفته در ظروف پلاستیکی یا شیشه‌ای نگهداری می‌شود. آب دیونیزه برای تعیین مقدار الکترولیت‌ها مناسب‌تر است.

کنترل کیفیت آب مقطر:

کل مواد جامد محلول (TBS) مقدار کل مواد غیر فرار حل شده در آب را گویند. این پارامتر برحسب ppm بوده و در صنعت آب‏های کمتر از ppm 5 و در فعالیت‏های آزمایشگاهی و حساس آب مقطر با TBS کمتر از ppm 2 دارای بالاترین کیفیت آب مقطر هستند.

تعیین هدایت یا مقاومت الکتریکی:

حداقل هفته‏ ای یکبار آب مقطر آزمایشگاهی به منظور تطابق با ویژگی‏ها بررسی می‏شود. این آزمون‏ها شامل کنترل از نظر میکروبی، هدایت الکتریکی (EC) و مواد جامد محلول (TBS) وPH می‏باشد. PH در نوع اول و دوم غیر قابل اندازه ‏گیری بوده و در نوع سوم بین 5 تا 8 است.

هدایت الکتریکی همان قابلیت عبور جریان برق از آب است. به علت اینکه هرچه میزان یون‌ها و ناخالصی‏های آب، بیشتر باشد، این میزان انتقال برق نیز بیشتر است؛ پس هرچه هدایت الکتریکی آب کمتر باشد، کیفیت آب مقطر تولیدی بالاتر است. این پارامتر بر حسب میکروزیمنس بوده و در صنعت آب‏هایی با هدایت الکتریکی کمتر از 3 میکروزیمنس و در فعالیت‏های آزمایشگاهی و حساس، آب مقطر با هدایت الکتریکی کمتر از 0/9 میکروزیمنس دارای بالاترین کیفیت آب مقطر هستند.

کنترل کیفی مواد آلی آب:

برای بررسی مواد معدنی موجود در آب مقطر از تست نیترات نقره استفاده می‏کنند. در صورت وجود یون‌های معدنی مانند کلر در آب، با نیترات نقره رسوب سفید رنگ تشکیل می‏شود. مقدار قابل قبول، عدم ایجاد رسوب، پس از افزودن محلول نیترات نقره به آب مقطر مورد بررسی می‌باشد. برای این آزمایش 16/99 گرم نیترات نقره را با آب خالص به حجم 100 میلی‏لیتر می‏رسانیم.

برای بررسی مواد آلی از تست احیای پرمنگنات استفاده می‏کنند. مقدار قابل قبول، عدم تغییر رنگ بنفش مایل به ارغوانی آن تا 1 ساعت است. برای این کار به 250 میلی‏لیتر آب خالص تهیه شده، 0/3 میلی‏لیتر پرمنگنات افزوده و سپس 1 میلی‏لیتر اسید سولفوریک را اضافه می‏کنیم که محلول ارغوانی بسیار کمرنگی بدست می‏آید.

به طور کلی، پس از افزودن چند قطره از این محلول پرمنگنات پتاسیم به آب مقطر مورد نظر پس از یک ساعت، دو حالت پیش می‏آید:

اگر رنگ از بین برود، مواد آلی‏ زیاد و کیفیت پایین است.
اگر رنگ از بین نرفت به منزله حضور مواد آلی در آب است.

بررسی آلودگی میکروبی آب:

برای بررسی آلودگی میکروبی آب باید اجازه داد آب حداقل به مدت 1 دقیقه به راحتی از دستگاه خارج شود، سپس 10 میلی‌لیتر از آن را در یک ظرف استریل جمع‌آوری مي‌نماييم. آزمایش باید حداکثر تا 1 ساعت پس از جمع‌آوری آب انجام شود. در صورت عدم امکان کشت در طی 1 ساعت، می‌توان آن را به مدت 6 ساعت در دمای 8-2 درجه سانتی‌گراد نگهداری نمود. پس از مخلوط کردن آب (10 بار سر و ته کردن ظرف آن)، 1 میلی‌لیتر از آب در ظرف پتری دیش ریخته می‌شود، سپس محیط کشت ذوب شده تا دمای 50-46 درجه سانتی‌گراد سرد و در پتری‌دیش ریخته می‌شود.

با چرخاندن پتری‌دیش، آب را با محیط کشت مخلوط نمایید. پس از سرد و جامد شدن آگار، ظرف دیش به طور وارونه و به مدت 24 ساعت در دمای 37-35 درجه سانتی‌گراد و سپس برای 24 ساعت دیگر در دمای 26-20 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد. در صورت رشد احتمالی ارگانیسم‌ها، به صورت cfu/ml گزارش می‌شوند. برای بررسی آلودگی میکروبی آب می‌توان از محیط کشت‌هایی مانند BHI، TSA و یا هر محیط کشتی که از رشد باسیل‌های گرم منفی حمایت می‌کند استفاده نمود.

اندازه گیری PH آب:

PHآب نوع I و II به علت عدم وجود یون، غیر قابل اندازه‌گیری است.

روش آزمايشگاهي تعيين PH آب:

1– استفاده از كاغذ PH و معرف‌هاي آلي نظير متيل اورانژ، فنل فتالئين:

معرف‌هاي آلي دو نوع مي‏باشند:

الف- معرف‏هاي بي‏رنگ مانند فنل فتالئين

ب- معرف‌هاي رنگي مانند متيل اورانژ و متيل ‏بلو كه حدود تغيير رنگ آن‌ها را در محيط‌هاي مختلف مي‏توان شناخت.

كاغذهاي PH، حدود PH را نشان مي‏دهند. كاغذهاي PH همان معرف‌هاي آلي را در ساختمان خود دارند.

تغيير ساختمان ملكولي معرف‌ها، نه تنها تابع هيدروژن محيط بلكه تابع اكسيدان و احيا كننده محيط (مانند كلرور…) نيز مي‏باشند .معايب اين معرف‌ها عدم تشخيص رنگ در محيط‌هاي رنگي مي‏باشد، بنابراين در این موارد بايد ازpH متر استفاده كرد.

2- استفاده از :PH meter

PH متر، مقدار يون هيدروژن در نمونه را اندازه‏ گيري مي‏كند. PHمترها مي‏بايست توسط محلول‌هاي استاندارد كاليبره شوند؛ به اين محلول‌هاي استاندارد بافر گفته مي‏شود. به عبارت ديگر اگر تخمين زده مي‏شود كه سيستم مورد اندازه‏ گيري داراي PH بين 5 تا 8 است،PH بافرهاي مورد استفاده مي‏بايست در محدوده 4 و 10 باشد .