Важливість води високої чистоти для застосування в молекулярній біології

Вода високої чистоти використовується у фармацевтичних і дослідницьких лабораторіях для цілого ряду застосувань в галузі медико-біологічних наук і молекулярної біології.

Нижче ми розглянемо різні випадки використання, щоб продемонструвати, чому і як вона необхідна для їх успішного завершення.

Культура клітин і тканин

Культивація клітин передбачає вирощування їх у штучному середовищі з контрольованою температурою, рівнем кисню та вуглекислого газу. Для росту культивовані клітини потребують постійних поживних речовин і надчистої води, щоб уникнути забруднення.

Системи очищення води допомагають працівникам лабораторії мінімізувати забруднення і досягти високої чистоти води, необхідної для росту клітин. Потенційні шкідливі забруднювачі включають:

Бактерії: Вода, що містить бактерії, призводить до зниження рівня поживних речовин, збільшення токсичних побічних продуктів і забруднення попередніх чистих культур. Вода, що складається з органічних сполук, також може призвести до росту бактерій.

Іони: Іонні забруднювачі можуть бути присутніми в неочищеній воді. Очищення води необхідне для обмеження вмісту важких металів, оскільки вони можуть бути цитотоксичними для різних типів клітин.

Ендотоксини: Системи очищення води можуть видаляти ендотоксини, які впливають на різні типи клітин, стимулюючи макрофаги і мононуклеарні фагоцити, вивільняючи прозапальні цитокіни. Це може негативно впливати на ріст і функцію клітин.

Надчиста вода типу I необхідна для таких процесів, як культивування клітин ссавців і рослинних тканин. Для культивування бактеріальних клітин достатньо води типу II, оскільки вона менш чутлива.

Селекція ДНК

Секвенування ДНК включає три етапи: генерування фрагментів ДНК, розділення фрагментів і детекцію. Для секвенаторів ДНК використовується вода високої чистоти, яка повинна відповідати суворим стандартам. Нижче наведено основні забруднювачі води, які видаляються для секвенування ДНК.

Нуклеази: Забруднення нуклеазами може спричинити деградацію ДНК під час секвенування ДНК. Видалення нуклеази передбачає використання пристроїв ультрафільтрації або встановлення картриджів для ультрафільтрації в систему очищення води.

Вміст органічних речовин: Вода, що містить органічні речовини, заважає секвенуванню ДНК і пошкоджує процес гель-електрофорезу. Органічні кислоти можуть поєднуватись з фрагментами ДНК і порушувати ефективність полімерази.

Іони: Іони повинні бути видалені, щоб запобігти інгібуванню полімерази. Системи очищення води допомагають отримати воду з високим питомим опором і низьким вмістом іонів.

Бактерії: Бактерії у воді можуть руйнувати нуклеїнову кислоту, заважати електрофорезу, виділяти шкідливі іони та органічні речовини. Щоб видалити бактерії, використовуйте системи очищення води, що включають мембранні технології та мікрофільтрацію.

Екстракорпоральне запліднення (ЕКЗ)

Екстракорпоральне запліднення (ЕКЗ) є частиною допоміжних репродуктивних технологій (ДРТ), які включають ряд методів лікування безпліддя. Вода високої чистоти необхідна для вирощування ембріонів для ДРТ, оскільки якість води може вплинути на успішність процедури ЕКЗ. Домішки, які слід видаляти, включають:

Іони та важкі метали: Можуть бути токсичними для ембріона та сперматозоїдів. Щоб уникнути цього, можна використовувати добавки до поживних середовищ, але це не гарантує повного захисту від токсичних речовин. Рекомендується вода з низьким вмістом іонів і питомим опором 18,2 Мом-см.

Бактерії: Бактеріальні ендотоксини можуть викликати фрагментацію ембріона і пригнічувати ембріональний розвиток, що потенційно призводить до низького рівня вагітності. Зниження рівня бактерій передбачає очищення води за допомогою картриджів зворотного осмосу та ультрафільтрації.

Органічні речовини: Неочищена вода може містити органічні речовини, такі як пестициди та ендокринні руйнівники, які можуть негативно вплинути на лікування ЕКЗ. Для зменшення вмісту органічних сполук використовуються системи та процеси очищення води.

Рішення для очищення води  

Для досягнення високої чистоти води Evoqua пропонує ряд систем очищення води, розроблених відповідно до високих критеріїв ефективності, зокрема:

Системи зворотного осмосу Protegra RO EDI – забезпечують стабільно високу якість води без використання хімічних речовин.

Системи ультрачистої води Ultra Clear™ TP ED: точне дозування надчистої води з регулюванням об’єму для потоків до 2 л/хв – підходить для всіх дослідницьких лабораторій.

Висновок

У зв’язку з тим, що для багатьох застосувань потрібна вода високої чистоти, системи очищення води користуються великим попитом і можуть забезпечити якість води, яка відповідає суворим стандартам для лабораторій. Вода, що містить забруднення і домішки, може поставити під загрозу успіх досліджень, а також призвести до марної трати часу і грошей. Тому інвестиції в ефективні системи очищення води можуть виявитися продуктивними, економічно вигідними та ефективними.