دستگاه تولید آب فوق خالص (Deionizer) و کاربردهای آن

امروزه با پیچیده تر شدن سیستم های تحقیقاتی و روتین و اختصاصی شدن هرچه بیشتر کاربردهای متنوع آنها در مراکز تحقیقاتی ، آزمایشگاه های کنترل کیفی ، کارخانجات داروسازی و کلینیکال ، نیاز این مراکز به آب فوق خالص (Ultra Pure) به میزان قابل توجهی نسبت به گذشته افزایش یافته است. آب فوق خالص بر اساس تعریف کلی به آبی اطلاق می شود که عاری از هرگونه ناخالصی اعم از یون ها و ذرات معلق باشد و به لحاظ علمی و فنی و بر اساس استانداردهای معتبر SSASTM. USP. NCCL آمریکا به عنوان Type I Water شناخته می شود که اصطلاحاً به آن Reagent Grade همه گفته می شود و دارای پارامترهای کمی و کیفی (فیزیکی و شیمیایی) به شرح زیر است:

• مقاومت الکتریکی (RESISTIVITY) برابر است با 18/2CM.MΩ در دمای 25C

• هدایت الکتریکی (CONDUCTIVITY) برابر است با 0/054CM/SM

• مقدار کربن ارگانیک محلول (TOC) کوچکتر یا مساوی است با 10-5 PPB

• ذرات معلق جامد (PARTICULATES) کوچکتر است از 1 p/ml

• مقدار آنزیم ها (NUCLEASE) کوچکتر است از 0/001 ng/ml

• بار میکروبی (BACTERIA) کوچکتر است از 1 CFU/ml

• مقدار سموم (ENDO TOXINS) کوچکتر است از 0/01 EU/ml

که سه پارامتر آخر جهت کاربردهای خاص در آزمایشگاه های IVF و مراکز تحقیقات سلولی-مولکولی مورد توجه است.

طراحی خاص سیستم های جدید و پیشرفته امروزی از جمله HPLC، SPECTROPHOTOMETER, GC، LC/MS، ICP/MS و AAS در مراکز تحقیق و توسعه (R&D) ، سم شناسی ، آزمایشگاه های کنترل کیفی (QA/QC) غذا و دارو ، استاندارد ، پتروشیمی ها ، صنایع داروسازی ، اتوآنالایزرهای بیوشیمی در آزمایشگاه های تشخیص طبی ، سیستم های میکرو الکتروفورز ، Blotting ، PCR ، کشت سلولی در مراکز IVF و تحقیقات سلولی–مولکولی و بالاخره در آزمایشگاه های صنایع الکترونیک (ساخت نانوذرات ، مدارات الکتریکی ، ابررساناها) هوا فضا و اپتیک به نحوی است که در تمامی مراحل از آماده سازی نمونه (Sample preparations) تا بکارگیری ، استفاده از دستگاه ها و همچنین در پروسه تولید نیاز به آب ، حلال ، بافر ریجنت (Reagent) با درصد خلوص خیلی بالاست که تقریباً همگی می بایست مطابق با استانداردهای تولید (CGMP, GLP) و روش کار (SOP) از آب فوق خالص (Type I) عاری از یون تهیه و مصرف شوند.
علاوه بر آن ، کاربرد صحیح و استاندارد این سیستم ها چه به لحاظ تکرارپذیری ، صحت و دقت و چه به لحاظ سرویس ، نگهداری و کالیبراسیون دوره ای و حتی تضمین کیفیت محصولات تولیدی در گرو استفاده مداوم از آب فوق خالص (Deionized) مطابق با دستورالعمل های کمپانی سازنده و رعایت کامل و دقیق استانداردهای مربوطه است.

مکانیسم خالص سازی آب (Deionization) کم و بیش از یک قاعده کلی پیروی می کند که شامل استفاده از 5 تکنولوژی به شرح زیر است:

• عبور آب توسط یک پمپ برقی (جهت ایجاد فشار مثبت) از کارتریج RO که در این مرحله با مکانیسم (Reverse Osmosis) حدود 99% ذرات ارگانیک میکروبی و 95% یون ها از آب جدا می شوند.
• در ادامه مسیر آب وارد کارتریج با رزین کربن فعال شده (Activated Carbon) و سپس تعویض یونی (Ion-Exchange) می شود تا 5% باقیمانده یون ها (کاتیون ، آنیون) آلکالوئیدها و ذرات جامد معلق حذف شود.
• پس از این مرحله آب در معرض تابش مستقیم اشعه ماوراء بنفش (UV) با طول موج 185-254 nm قرار می گیرد تا طی فرآیند (Photo- Oxidation) ضمن استریلیزاسیون و میکروب زدایی شاخص TOC آن به ppb 5-10 برسد.
• در آخرین مرحله آب در محل استفاده (Point of use) در حین خروج از دستگاه از یک فیلتر غشایی UF (به آن Endpolisher هم گفته می شود) با قطر منافذ Pore size) 0/22 um) عبور می کند تا طی  فرآیند Ultrafiltration و Microfiltration عاری از هر گونه میکروب ، آنزیم و ذرات باردار شده و آماده مصرف نهائی شود.
• شایان ذکر است که آب فوق خالص (Deionized water) به علت خلوص فوق العاده بالا (99/99%) اصطلاحاً به آب گرسنه (Hungry) معروف است. در صورت عدم استفاده فوری و همزمان با خروج از دستگاه سریعاً Co2 و میکروارگانیسم های موجود در هوا را جذب کرده و ضمن تغییر پارامترهای کمی و کیفی (مقاومت الکتریکی R ، TOC ، بار میکروبی و غیره) خلوص خود را به سرعت از دست داده و مطابق با استانداردهای ASTM ، USP و غیره دیگر فاقد کیفیت آب فوق خالص (Type I) است و در واقع به آب Type III یا (Laboratory Grade) تبدیل می شود که جهت مصارف عمومی آزمایشگاهی مانند شستشوی ظروف و وسایل آزمایشگاه  مناسب بوده و به هیچ وجه جهت انجام آزمایش های Critical و حساس قابل استفاده نیست. لذا اکیداً توصیه می شود که  آب فوق خالص به صورت تازه (By Demand) و بلافاصله بعد از خروج از دستگاه مصرف شده و حتی المقدور از نگهداری و ذخیره سازی آن خودداری شود.