Вода в лаборатории бывает разной — какая же огромная разница!

Вода в лаборатории может казаться обычной, но на самом деле она является невидимым ключом, определяющим успех или неудачу эксперимента. Может показаться, что вся лабораторная вода более-менее одинакова, однако это далеко не так. От простых операций очистки до сверхточных аналитических исследований — разные эксперименты предъявляют совершенно разные требования к воде по таким параметрам, как чистота (содержание ионов и органических веществ), стерильность (микробная нагрузка) и отсутствие нуклеаз. Даже незначительное отклонение качества воды может свести на нет тщательно спланированный эксперимент. Сегодня мы подробно разберём различные типы лабораторной воды.

I. Вода для базовой очистки и предварительной обработки

Водопроводная вода
Источник и характеристики: муниципальная водопроводная вода, содержащая различные минералы, ионы, органические вещества и микроорганизмы.
Применение: используется только для неэкспериментальных операций, таких как уборка лабораторных поверхностей и мытьё пола. Даже при мытье лабораторной посуды для финального ополаскивания требуется вода более высокой чистоты.

Деионизированная вода
Получение и характеристики: большинство анионов и катионов удаляется с помощью ионообменных смол, однако в воде могут оставаться органические вещества, микроорганизмы и частицы.
Применение: предварительная мойка и финальное ополаскивание стеклянной посуды, а также приготовление общих реагентов с невысокими требованиями к чистоте.

II. Вода для рутинных экспериментов и приготовления реагентов

Вода обратного осмоса (RO-вода)
Получение и характеристики: очищается путём фильтрации через мембраны обратного осмоса, что позволяет удалить подавляющее большинство (обычно >90–99%) ионов, органических веществ, микроорганизмов и частиц. Является экономически эффективным методом и одной из основных технологий получения чистой воды в лабораториях.
Применение: приготовление стандартных химических реагентов; подача воды для биохимических и химических анализаторов; исходная вода для получения воды более высокой чистоты (например, ультрачистой воды).

Дистиллированная вода
Получение и характеристики: получается путём испарения с последующей конденсацией; эффективно удаляет ионы, нелетучие органические вещества и микроорганизмы, но может содержать летучие органические соединения и растворённый углекислый газ.
Применение: приготовление общих химических реагентов; базовая вода для реагентов, используемых в клеточных культурах (с последующей стерилизацией); стандартные ПЦР-эксперименты и др.

III. Вода для высокоточного анализа и биологических экспериментов

Ультрачистая вода
Получение и характеристики: как правило, в качестве исходной воды используется RO-вода или дистиллированная вода, которые затем подвергаются многоступенчатой очистке (ионообмен, EDI, УФ-окисление, ультрафильтрация и др.). Представляет собой воду наивысшей степени чистоты. Удельное сопротивление может достигать 18,2 МОм·см (25 °C). Практически полностью удаляются ионы, органические вещества и частицы, при этом эффективно контролируется уровень микроорганизмов.
Важное замечание: ультрачистая вода ориентирована на максимальную химическую чистоту, но без установки стерильного фильтра на выходе не гарантирует абсолютную стерильность.
Применение: высокоточные инструментальные методы анализа, такие как ВЭЖХ (HPLC), ICP-MS и атомно-абсорбционная спектрометрия (AAS); базовая вода в молекулярно-биологических экспериментах (например, для приготовления воды без нуклеаз); основа для воды, используемой в клеточных культурах (с последующей стерильной фильтрацией).

Стерильная вода
Получение и характеристики: вода, подвергнутая стерилизации (автоклавирование, стерильная фильтрация и т.п.). Её чистота зависит от исходной воды: например, стерильная фильтрация ультрачистой воды даёт стерильную ультрачистую воду, а стерилизация деионизированной воды — стерильную деионизированную воду.
Применение: приготовление микробиологических питательных сред, стерильные клеточные культуры и все биологические эксперименты, требующие стерильной среды.
Примечание: для клеточных культур необходимы одновременно высокая чистота и стерильность, поэтому стерильную воду следует готовить на основе воды высокой чистоты (например, ультрачистой или дважды дистиллированной).

Вода без нуклеаз (nuclease-free water)
Получение и характеристики: высокочистая вода (обычно ультрачистая или дважды дистиллированная), дополнительно обработанная для удаления или инактивации нуклеаз (RNase, DNase), например с помощью DEPC-обработки или УФ-облучения.
Применение: все эксперименты, связанные с нуклеиновыми кислотами, включая экстракцию РНК, RT-PCR, qPCR и молекулярное клонирование, должны выполняться с использованием воды без нуклеаз для предотвращения деградации нуклеиновых кислот.

IV. Жидкости для специальных экспериментов (не чистая вода)

TE-буфер
Ключевое отличие: это не чистая вода, а буферный раствор, приготовленный из Tris-HCl и EDTA.
Применение: используется для растворения и хранения ДНК/РНК; обеспечивает стабильный pH и хелатирует ионы металлов, ингибируя активность нуклеаз и предотвращая деградацию нуклеиновых кислот.

Заключение

Правильный выбор экспериментальной воды — первый шаг к успешному эксперименту. При выборе необходимо чётко определить ключевые требования:

• Беспокоит фоновый сигнал приборов? → приоритет чистоте (ультрачистая вода).
• Беспокоит микробное загрязнение? → приоритет стерильности (стерильная вода).
• Беспокоит деградация нуклеиновых кислот? → приоритет отсутствию нуклеаз (nuclease-free water).

Перед началом эксперимента рекомендуется проверить, соответствует ли качество воды требованиям методики, чтобы избежать повторной работы из-за неправильного выбора воды. Точность каждого этапа обеспечивает надёжную основу для воспроизводимых и достоверных экспериментальных результатов.