บทบาทของน้ำบริสุทธิ์และมาตรฐานในห้องปฏิบัติการ

น้ำเป็นตัวทำละลาย (Solvent) ที่ถูกใช้อย่างแพร่หลายที่สุดในการวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ ความแม่นยำของการวิเคราะห์ไม่ว่าจะเป็นการเตรียมสารละลายมาตรฐาน การบ่มเซลล์ หรือการใช้ในเครื่องมือวิเคราะห์ระดับสูง ขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของน้ำอย่างมีนัยสำคัญ เนื่องจากน้ำจากแหล่งต่างๆ หรือแม้กระทั่งน้ำประปา มักมีสิ่งปนเปื้อนในรูปแบบต่างๆ เช่นก๊าซและสารอินทรีย์ละลายน้ำ (Dissolved Organics) ไอออนอนินทรีย์ (Inorganic Ions) เช่น แคลเซียม แมกนีเซียม คลอไรด์ และเหล็ก สิ่งปนเปื้อนทางชีวภาพอันได้แก่ แบคทีเรีย จุลินทรีย์ และผลิตภัณฑ์พลอยได้ของแบคทีเรีย เช่น พายโรเจน (Pyrogens) หรือเอนโดท็อกซิน (Endotoxins) ตลอดจนเอนไซม์นิวคลีเอส (RNase และ DNase) ก็นับเป็นอุปสรรคสำคัญสำหรับห้องปฏิบัติการด้านการวิเคราะห์ พันธุศาสตร์และวิทยาศาสตร์ชีวิต ซึ่งสิ่งปนเปื้อนเหล่านี้นำไปสู่ผลการทดลองที่ขาดความน่าเชื่อถือ

มาตรฐานคุณภาพน้ำในห้องปฏิบัติการมีอะไรบ้าง

เพื่อควบคุมมาตรฐานการทดลองให้เป็นไปในทิศทางเดียวกันทั่วโลก องค์กรระดับสากลได้กำหนดข้อกำหนดและคุณลักษณะเฉพาะของคุณภาพน้ำในห้องปฏิบัติการไว้อย่างชัดเจนตัวอย่างเช่น

ASTM International (American Society for Testing and Materials) มาตรฐาน ASTM D1193-06
ISO 3696 (International Organization for Standardization)
Clinical Laboratory Reagent Water (CLRW) CLSI (Clinical Laboratory Standards Institute)
Pharmacopoeia (USP / EP)

ข้อกำหนดตามมาตรฐาน ASTM D1193-06 ถือเป็นเกณฑ์อ้างอิงหลักที่ห้องปฏิบัติการทั่วโลกนิยมใช้ในการระบุประเภทของน้ำ ดังที่แสดงในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 คุณลักษณะของคุณภาพน้ำบริสุทธิ์ตามมาตรฐาน ASTM D1193-06

คุณลักษณะ	Type 1 Ultrapure water	Type 2 Pure water	Type 3 RO water
ค่าการนำไฟฟ้า (Conductivity) µS/cm at 25°C max.	0.055	1.0	0.25
ค่าการต้านทางไฟฟ้า (Resistivity) MΩ.cm at 25°C min.	18	1	4
ปริมาณคาร์บอนอินทรีย์รวม (Total Organic Carbon – TOC) µg/L max.	50	50	200
โซเดียม (Sodium) µg/L max.	1	5	10
คลอไรด์ (Chloride) µg/L max.	1	5	10
ซิลิการวม (Total Silica) µg/L max.	3	3	500

การประยุกต์ใช้งานน้ำแต่ละเกรดอย่างถูกต้องและคุ้มค่าการเลือกใช้น้ำในห้องปฏิบัติการ

เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำควบคู่ไปกับการบริหารจัดการต้นทุนอย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากการผลิตน้ำบริสุทธิ์สูงมีต้นทุนการผลิตและบำรุงรักษาสูงกว่าน้ำเกรดธรรมดาอย่างมาก

น้ำบริสุทธิ์สูงมาก Type 1 (Type 1 Ultrapure Water) ถือเป็นน้ำที่มีความบริสุทธิ์สูงสุด น้ำเกรดนี้ถูกสงวนไว้สำหรับการใช้งานวิเคราะห์ขั้นสูงที่ไวต่อการรบกวน (Trace-level analysis) ตัวอย่างการนำไปใช้ที่สำคัญ ได้แก่ การใช้เป็นเฟสเคลื่อนที่ (Mobile phase) และตัวทำละลายสำหรับเครื่องมือความละเอียดสูง เช่น HPLC, UPLC, LC-MS, GC-MS และ ICP-MS ยิ่งไปกว่านั้นยังมีความจำเป็นอย่างยิ่งในงานชีววิทยาโมเลกุลเช่น การเพิ่มจำนวนยีน (PCR) การหาลำดับเบส (DNA Sequencing) การเพาะเลี้ยงเซลล์และเนื้อเยื่อ (Cell Culture)

น้ำบริสุทธิ์ Type 2 (Type 2 Pure Water) เป็นน้ำที่เหมาะสำหรับงานปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ทั่วไปที่ไม่จำเป็นต้องใช้ความบริสุทธิ์ การนำไปใช้งานครอบคลุมถึงการเตรียมสารละลายบัฟเฟอร์ (Buffer Preparation) การเตรียมสารเคมีทั่วไป งานวิเคราะห์ทางจุลชีววิทยา และการเตรียมอาหารเลี้ยงเชื้อ

น้ำ Type 3 (Type 3 RO Water) เป็นน้ำที่ผ่านกระบวนการกรองหลักด้วยระบบรีเวิร์สออสโมซิส น้ำเกรดนี้มักใช้ในงานสนับสนุนห้องปฏิบัติการ เช่น การบ้วนทำความสะอาดเครื่องแก้วและอุปกรณ์ทดลองในขั้นตอนสุดท้าย (Glassware Rinsing) การเติมในตู้บ่มควบคุมอุณหภูมิ (Water Baths) หม้อนึ่งฆ่าเชื้อแรงดันสูง (Autoclaves) รวมถึงเครื่องล้างเครื่องแก้วอัตโนมัติ (Washer-Disinfectors) เพื่อป้องกันการเกิดคราบตะกรันในอุปกรณ์

“น้ำไม่ได้เป็นเพียงแค่องค์ประกอบร่วมของการทดลอง แต่คือตัวทำละลายที่มีบทบาทสำคัญที่สุด” การเลือกใช้น้ำที่ไม่สอดคล้องกับความละเอียดของงาน ไม่เพียงแต่นำมาซึ่งความคลาดเคลื่อนของผลลัพธ์ แต่ยังหมายถึงการสูญเสียทรัพยากร ตลอดจนความเสี่ยงต่อการชำรุดเสียหายของเครื่องมือวิเคราะห์ การเลือกใช้น้ำที่มีคุณภาพถูกต้องและเหมาะสมสามารถการันตีความแม่นยำ (Accuracy) ความเที่ยงตรง (Precision) และความน่าเชื่อถือที่สามารถผลิตซ้ำได้ (Repeatability) ของผลการทดลองอย่างแท้จริงและนี่คือเหตุผลที่เครื่องกรองน้ำ NEPTEC สามารถตอบทุกความต้องการของห้องปฏิบัติการอย่างครอบคลุม ด้วยนวัตกรรมระบบผลิตน้ำบริสุทธิ์และน้ำบริสุทธิ์สูงจากประเทศเยอรมนี

NEPTEC GmbH, Germany

เอกสารอ้างอิง

National Institutes of Health, Office of Research Facilities. (2013). Laboratory water: Its importance and application (NIH White Paper)
ASTM International. (2006). ASTM D1193-06: Standard specification for reagent water. West Conshohocken, PA.
International Organization for Standardization. (1987). Water for analytical laboratory use — Specification and test methods